《2026年新高考5年真题生物河北专版》

1. [2025·广东卷，18T，11分]我国科学家以不同植物为材料，在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO₂响应曲线(图1)；比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图2)，鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失，并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。请回答下列问题：
(1)图1中，当胞间CO₂浓度在900~1200μmol·mol⁻¹范围时，红光下光合速率的限制因子是光质，推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是光合色素对蓝光的吸收利用效率更高，蓝光照射时光反应产生的ATP和NADPH更多，使$C_3$还原速率更高，有机物合成速率更快。
(2)图2中，突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近，推测其原因是远红光下突变体脱落酸的信号通路被阻断，使该通路无法发挥促进气孔关闭的作用。
(3)归纳上述两个研究内容，总结出光影响植物的两条通路(图3)。通路1中，①吸收的光在叶绿体中最终被转化为有机物中稳定的化学能。通路2中吸收光的物质②为光敏色素。用箭头完成图3中②所介导的通路，并在箭头旁用“(+)”或“(-)”标注前后两者间的作用，(+)表示正相关，(-)表示负相关。
(4)根据图3中相关信息，概括出植物利用光的方式：方式一：以光为能源，驱动光合作用的进行，利用$CO_2$和水合成有机物，将光能转变为化学能储存在有机物中；方式二：以光为信号，由光敏色素接收并传递光信号影响基因表达，从而调控植物的生命活动。

答案：
1. 参考答案
(1)光质 光合色素对蓝光的吸收利用效率更高，蓝光照射时光反应产生的ATP和NADPH更多，使$C_3$还原速率更高，有机物合成速率更快
(2)远红光下突变体脱落酸的信号通路被阻断，使该通路无法发挥促进气孔关闭的作用
(3)有机物中稳定的化学能 光敏色素
(4)方式一：以光为能源，驱动光合作用的进行，利用$CO_2$和水合成有机物，将光能转变为化学能储存在有机物中；方式二：以光为信号，由光敏色素接收并传递光信号影响基因表达，从而调控植物的生命活动
命题意图 本题主要考查光对植物生命活动的影响和光合作用的相关知识，意在考查考生获取信息的能力和理解能力。
解题思路
(1)当胞间$CO_2$浓度处于$900\sim1200\ \mu mol· mol^{-1}$时(饱和点后)，红光条件下的净光合速率达到最大值并保持稳定，低于同等条件下的蓝光对应的净光合速率，即同等$CO_2$浓度条件下，蓝光照射时合成有机物的速率更快，说明此范围内，红光下光合速率的限制因子是光质，而蓝光下净光合速率更高的原因是光合色素对蓝光的吸收利用效率更高，蓝光条件下的光反应速率更快，产生的ATP和NADPH更多，因而$C_3$还原速率更快，有机物合成速率也更快。
(2)由题干可知，PIL15基因参与脱落酸信号通路的调控，而脱落酸会促进气孔关闭，降低植物的蒸腾速率。由于远红光下，植物的相关反应与夜间相似，说明在远红光下，植物的气孔导度应减小，蒸腾速率减小，故可推知，图2中突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近的原因是远红光下突变体脱落酸的信号通路被阻断，使该通路无法发挥促进气孔关闭的作用。
(3)通路1为植物的光合作用过程，①光反应阶段发生在类囊体薄膜上，吸收的光能被转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，ATP和NADPH中的化学能被转化为储存在糖类等有机物中的化学能。通路2中吸收光的物质②为光敏色素，光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。故光敏色素吸收光能后，促进细胞核内PIL15基因的表达，进而激活脱落酸信号通路，使脱落酸发挥抑制气孔开放的作用，具体见答案图。
(4)综上分析，植物利用光的第一种途径是以光为能源，驱动光合作用的进行，利用$CO_2$和水合成有机物，将光能转变为化学能储存在有机物中；第二种途径是以光为信号，由光敏色素接收并传递光信号影响细胞核中相关基因表达，从而调控植物的生命活动。
知识拓展
植物昼夜气孔节律性运动
在光周期下生长的植物气孔的开闭具有昼夜节律性，受内源生物钟调控。$C_3$和$C_4$植物气孔白天开放，有助于吸收空气中的$CO_2$以进行光合作用；同时会伴有蒸腾作用，其有助于矿质营养运输和降低叶温，但同时会导致水分流失。$C_3$和$C_4$植物气孔夜间闭合，降低呼吸和代谢，减少对物质能量消耗，同时避免水分丧失和病菌入侵等。

2. [2025·河南卷，17T，10分]光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。请回答下列问题：

(1)光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长、发育的全过程两个方面。
(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述①③④组(填组别)进行对比分析，该实验中的无关变量有温度和$CO_2$浓度(答出2点即可)。
(3)在光照强度达到光补偿点之前(CO₂消耗量与光照强度视为正比关系)，④组的总光合速率始终大于(填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率，判断依据是④组呼吸作用强于③组，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。

答案： 2. 参考答案
(1)为光合作用提供能量 作为一种信号调节植物生长、发育的全过程
(2)①③④ 温度和$CO_2$浓度
(3)始终大于 ④组呼吸作用强于③组，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组
命题意图 本题主要考查光合作用和影响光合作用的因素的相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)光可以为植物光合作用提供能量，同时光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)根据单一变量原则和对比实验可知，探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应该选择①③④组进行对比分析，①③组对比可知盐胁迫对该作物生长的影响，③④组对比可知，相同的盐胁迫下，不同光处理对植物生长的影响。该实验的自变量为不同的光处理和有无盐胁迫，无关变量有温度、$CO_2$浓度、光照时长等。
(3)光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度，由图可知，④组呼吸作用强于③组，且两组光补偿点相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。