母題04光合作用

母題呈現

【母題來源一】2024年全國一般高等學校招生統一考試理綜生物（全國I卷）

【母題原題】將一株質量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等相宜的環境中，一段時間后植株達到40g,其增

加的質量來自于

A.水、礦質元素和空氣

B.光、礦質元素和水

C.水、礦質元素和土壤

D.光、礦質元素和空氣

【答案】A

【解析】黃瓜幼苗可以汲取水，增加鮮重；也可以從土壤中汲取礦質元素，合成相關的化合物。也可以利

用大氣中二氧化碳進行光合作用制造有機物增加細胞干重。植物光合作用將光能轉化成了有機物中的化學

能，并沒有增加黃瓜幼苗的質量，故黃瓜幼苗在光照下增加的質量來自于水、礦質元素、空氣。綜上所述,

BCD不符合題意，A符合題意。

【母題來源二】2024年全國一般高等學校招生統一考試理綜生物（全國I卷）

【母題原題】將生長在水分正常土壤中的某植物通過削減澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增

大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。

（1）經干旱處理后，該植物根細胞的吸水實力。

（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會,出現這種變更的主

要緣由是o

（3）有探討表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水干脆引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的

ABA缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設計試驗來驗證這一結論。要求簡要寫出試驗思路和

預期結果。

【答案】（1）增加

（2）降低氣孔開度減小使供應給光合作用所需的C02削減

（3）取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度，預期結果是干

I

旱處理前后氣孔開度不變。

將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為比照組，

一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，比照組氣孔開度不變。

【解析】（1）經干旱處理后，根細胞的溶質濃度增大，滲透壓增大，對水分子吸引力增大，植物根細胞的

吸水實力增加。（2）據題干條件可知干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小，導致葉片細胞汲取CO2削減，

暗反應減弱，因此光合速率會下降。（3）依據題意分析可知，試驗目的為驗證干旱條件下氣孔開度減小不

是由缺水干脆引起的，而是由ABA引起的，故試驗應分為兩部分：①證明干旱條件下植物氣孔開度變更不

是缺水引起的；②證明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。該試驗材料為ABA缺失突變體植株（不

能合成ABA）,自變量應分別為①正常條件和缺水環境、②植物體中ABA的有無，因變量均為氣孔開度變更，

據此設計試驗。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度，

預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。可說明缺水環境不影響ABA缺失突變體植株氣孔開度變更，即干

旱條件下植物氣孔開度變更不是缺水引起的。②將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱

條件下，一組進行ABA處理，另一組作為比照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預期結果是ABA

處理組氣孔開度減小，比照組氣孔開度不變。可說明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。

【母題來源三】2024年全國一般高等學校招生統一考試生物（江蘇卷）

【母題原題】葉綠體中催化C0?固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而

成，其合成過程及部分相關代謝途徑如下圖所示。請回答下列問題：

（1）合成酶R時，細胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息到RNA上，RNA進入細胞質基質后指導多

肽鏈合成；在葉綠體中，參加大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是。

（2）進行光合作用時，組裝完成的酶R需ATP參加激活，光能轉化為ATP中的化學能是在_________上（填

場所）完成的。活化的酶R催化CO?固定產生C3化合物（CsT）,C3-I還原為三碳糖（CsTI）,這一

步驟須要作為還原劑。在葉綠體中C3-II除了進一步合成淀粉外，還必需合成化合物X

以維持卡爾文循環，X為。

2

（3）作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調控，下列環境條件和物質代謝過程,

與X濃度相關的有（填序號）。

①外界環境的C0?濃度

②葉綠體接受的光照強度

③受磷酸根離子濃度調整的Cs-ll輸出速度

④酶R催化X與結合產生G化合物的強度

（4）光合作用旺盛時，許多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可

溶性糖的形式存在，則可能導致葉綠體o

【答案】（1）轉錄tRNA

（2）類囊體【H】C5（五碳化合物）

（3）①②③④

（4）吸水漲破

【解析】

光合作用過程的圖解

施暗反應階段中，一些三碳匯合物經過復雜的變化，形成葡萄糖：

另一些三碳化合物經過重新蛆合，又形成五碳化合物，從而使暗皮

應不斷地進行下去.）

分析圖示：細胞核中的DNA通過轉錄形成RNA,RNA通過核孔出細胞核，進入細胞質，在核糖體上進行

翻譯形成小亞基。葉綠體中的DNA通過轉錄形成RNA,在葉綠體中的核糖體上進行翻譯形成大亞基。大

亞基和小亞基組合形成酶R,催化二氧化碳的固定形成Cs。（1）通過分析可知，細胞核DNA編碼小亞

基的遺傳信息轉錄到RNA上，再通過核糖體上的翻譯形成小亞基。葉綠體編碼大亞基的DNA,經過轉錄

和翻譯，形成大亞基，在此過程中須要一種mRNA,61種tRNA,故須要RNA種類最多的是tRNA。（2）

光合作用過程中合成ATP是在葉綠體的類囊體薄膜上完成。活化的酶R催化CO?固定產生Cs化合物

（C3-I）,C3-I還原為三碳糖（C3-H）,須要［H］作為還原劑。C3的還原的產物除了C3-H還有一分子

的Cs。（3）①外界環境的CO?濃度，干脆影響二氧化碳的固定，間接影響Cs的還原，進而影響Cs的濃

度，故①符合題意；②葉綠體接受的光照強度，干脆影響光反應產生的［田和ATP,間接影響C3的還原,

3

進而影響Cs的濃度，故②符合題意；③磷酸根離子濃度，干脆影響ATP的合成，間接影響C3的還原以

及C3-H輸出速度，進而影響Cs的濃度，故③符合題意；④酶R催化X與包結合產生&化合物的強弱;

干脆影響酶R催化二氧化碳的固定，間接影響C3的還原，進而影響Cs的濃度，故④符合題意；故選①

②③④。（4）光合作用合成的糖類，如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導致葉綠體吸水漲破。

【命題意圖】以試驗為載體考查光合作用的過程、物質變更及影響因素，要求考生理解影響因素的變更對

植物光合作用的影響，能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式精確地描述生物學方面的內容。

【命題規律】通常以坐標曲線考查真光合速率、凈光合速率之間關系，考查學生對光合作用過程物質和能

量上的聯系，分析變更某個因素對光合作用的影響。

【得分要點】

1.光合作用的過程

(1)反應式：C02+H20|j^^^.

(CH2O)+02o

（2）過程

（場所:葉綠體類囊體的薄膜

光物質,HzOf[H]+C>2

>反《變化IADP+Pi-ATP

應一

能量變化：光能

活躍的化學能

［場所：葉綠體基質

暗物質（COz+C3=（CH?。）

）反，變化IATP-ADP+Pi

應-------

能量變化：活躍化學能

I穩定的化學能

2.光合作用強度

（1）含義：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。

（2）兩種表示方法

①肯定時間內原料的消耗量。

②肯定時間內產物的生成量。

3.影響光合作用強度的因素

4

(1)空氣中CO?的濃度。

(2)土壤中水分的多少，溫度的凹凸。

(3)光照的長短與強弱，光的成分。

(4)多因子對光合速率影響的分析

光

光

光^CC)2濃度

3合

0合

合中CO2濃度

20速

速

速10r低CO2濃度

率

率

率

O

OO

PQPQ

光照強度光照強度

P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提

高。

Q點：橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當提高圖中的其他因

子。

(5)關于環境因素影響光合作用強度的兩點提示

①溫度變更對光合作用強度的影響：當溫度變更時，不管是光反應還是暗反應都會受影響，但主

要是影響暗反應，因為參加暗反應的酶的種類和數量都比參加光反應的多。

②CO?濃度對光合作用強度的影響：CO?濃度很低時，光合作用不能進行，但CO?濃度過高時，會抑

制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用強度。

4.利用光合作用簡圖理解光反應和暗反應之間的關系

(1)光反應為暗反應供應［田、ATP,暗反應為光反應供應ADP和Pi。

(2)沒有光反應，暗反應無法進行；沒有暗反應，有機物無法合成，光反應也會受到抑制。

5.模型法分析物質的量的變更

光

物

物

3七

光

照

質

質

艮

照

光照弱用

強

的

的

,一—~C3I3強

量

量)_、、、

--C5HATP

_1(CH2。)合成量

C5、［H］、ATP、

(CH2O)合成量C,

O時間O時間

5

物物

質質

充足

,co

co

2

2

co

的co?的

2

2

O）

（CH

-C,

：廣—

不足

：不足

充足

2

量量3

TP

［H］、A

-Cs、

-----

-----

-jx/

----

量

合成

—r

O)

,JCH

----C

-----

-----

-----

-----

2

］、ATP

s、［H

---C

-----

量

合成

：

A

I

時間

時間

間。

長時

而非

變更，

含量的

質相對

內各物

短時間

變更后

示條件

析只表

以上分

（1）

的。

一樣

更是

量變

ATP含

［田和

的，

相反

更是

的變

C5含量

C3和

更中，

物質變

以上各

（2）

的計算

吸速率

率與呼

光合速

下，

條件

光照

同的

在不

6.

真

光

合