適用于新高考新教材浙江專(zhuān)版2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第2單元細(xì)胞的代謝熱點(diǎn)練2新情境下光合作用相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用課件浙科版

熱點(diǎn)練(二)新情境下光合作用相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用12341.為探究干旱脅迫對(duì)某植物的影響,研究人員設(shè)置了對(duì)照(CK)、輕度干旱(T1)、中度干旱(T2)、重度干旱(T3)四個(gè)組別,研究不同程度干旱脅迫下該植物的光合作用和其他生理特性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。注:光補(bǔ)償點(diǎn)指光合速率等于呼吸速率時(shí)的光強(qiáng)度。1234回答下列問(wèn)題。(1)葉綠素分布在葉綠體的

上,主要吸收的光是

。由表可知,隨著干旱脅迫程度的增加,植株葉片中葉綠素含量呈現(xiàn)出

的趨勢(shì),推測(cè)輕度和中度干旱脅迫可以

,以維持一定的光合速率,抵抗脅迫帶來(lái)的影響。此外,植株還通過(guò)

抵御干旱脅迫。

類(lèi)囊體膜紅光和藍(lán)紫光先上升,后下降提高葉綠素的含量減小呼吸速率1234(2)輕度干旱脅迫下,光飽和點(diǎn)時(shí)植物的真正光合速率是

μmolCO2·m-2·s-1。四個(gè)組別中,對(duì)弱光和強(qiáng)光環(huán)境的適應(yīng)性最弱的是

,依據(jù)是

。

(3)研究發(fā)現(xiàn),隨著干旱脅迫程度的增加,植株中的可溶性糖和可溶性蛋白含量均逐漸增加,這對(duì)植物抵御干旱脅迫的意義是

。

9.5T3該條件下,光補(bǔ)償點(diǎn)最高而光飽和點(diǎn)最低增大細(xì)胞內(nèi)滲透壓,防止細(xì)胞滲透失水,適應(yīng)干旱環(huán)境1234解析

(1)光合作用在植物細(xì)胞的葉綠體中進(jìn)行,葉綠體類(lèi)囊體膜上有捕獲光能的色素,其中葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。由題中表格數(shù)據(jù)可知,與對(duì)照組相比,隨著干旱脅迫程度的增加,葉綠素含量先上升后下降。所以推測(cè)輕度和中度干旱脅迫可以通過(guò)提高葉片葉綠素含量來(lái)維持一定的光合速率,抵抗脅迫帶來(lái)的影響。此外,干旱脅迫程度增加,呼吸速率減小,植物細(xì)胞呼吸減弱可以降低有機(jī)物的消耗以抵御干旱脅迫。1234(2)真正光合速率等于呼吸速率與凈光合速率之和,由表格可知,輕度干旱脅迫下,光飽和點(diǎn)時(shí)植物凈光合速率最大,此時(shí)凈光合速率是7.5

μmolCO2·m-2·s-1,呼吸速率是2.0

μmolCO2·m-2·s-1,因此,真正光合速率為7.5+2.0=9.5(μmolCO2·m-2·s-1)。光補(bǔ)償點(diǎn)低的植物對(duì)弱光適應(yīng)能力強(qiáng),光飽和點(diǎn)高的植物對(duì)強(qiáng)光適應(yīng)能力強(qiáng),T3組植物光補(bǔ)償點(diǎn)最高而光飽和點(diǎn)最低,因此該條件下植物對(duì)弱光和強(qiáng)光環(huán)境的適應(yīng)性最弱。(3)隨著干旱脅迫程度的增加,植株中的可溶性糖和可溶性蛋白含量均逐漸增加,則植物細(xì)胞內(nèi)的滲透壓增加,可防止細(xì)胞滲透失水,適應(yīng)干旱環(huán)境。12342.(2024浙南名校聯(lián)盟第一次聯(lián)考)為研究低溫對(duì)番茄的光合作用的影響,科研人員在其他條件適宜的環(huán)境中用6℃低溫對(duì)生長(zhǎng)期的番茄進(jìn)行處理。同時(shí)以最適溫度(25℃)作為對(duì)照,測(cè)定葉片的相關(guān)指標(biāo)(光能轉(zhuǎn)換效率與Rubisco酶活性,后者能催化CO2和五碳糖反應(yīng)),結(jié)果如圖所示。1234回答下列問(wèn)題。(1)番茄果實(shí)發(fā)育及成熟過(guò)程中,果皮的顏色由綠色漸變?yōu)榧t色,該過(guò)程果實(shí)所需的有機(jī)物來(lái)自

(填部位)的光合作用。果皮中的紅色光合色素主要吸收

光。欲將紅色的果皮脫色,常使用的試劑是

。

(2)光反應(yīng)中的光能轉(zhuǎn)化效率可通過(guò)檢測(cè)葉綠體中

的含量來(lái)判定,這些物質(zhì)將參與碳反應(yīng)的

過(guò)程。

葉片和果皮藍(lán)紫95%酒精ATP、NADPH三碳酸的還原1234(3)本研究中的Rubisco酶活性是以__________________________________

為檢測(cè)指標(biāo)的,該酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所是

。該酶活性的下降導(dǎo)致光能的轉(zhuǎn)化效率下降,可能的原因是

。

Rubisco酶活性的下降導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降,從而導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH增加,進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率下降,光能的轉(zhuǎn)化效率也下降(或Rubisco酶活性的下降導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降,從而對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH的需求量減少,進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率下降,光能的轉(zhuǎn)化效率也下降)(4)把實(shí)驗(yàn)組溫度從6℃升高到25℃,發(fā)現(xiàn)光合作用強(qiáng)度遠(yuǎn)低于對(duì)照組的數(shù)據(jù),推測(cè)可能的原因是

。

單位酶量(酶蛋白)在單位時(shí)間內(nèi)消耗(固定/吸收/同化)的CO2量葉綠體基質(zhì)低溫使光合色素(葉綠素)含量下降1234解析

(1)綠色果皮細(xì)胞中含有葉綠體,能進(jìn)行光合作用,葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物也會(huì)運(yùn)往果實(shí),番茄果實(shí)發(fā)育過(guò)程中,果皮的顏色由綠色漸變?yōu)榧t色,該過(guò)程果實(shí)所需的有機(jī)物來(lái)自果皮和葉片的光合作用。光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,紅色的色素基本不吸收紅光,主要吸收藍(lán)紫光。光合色素是脂溶性的,可用有機(jī)溶劑如95%酒精提取。(2)光反應(yīng)中的光能轉(zhuǎn)化效率是指光合產(chǎn)物中貯存在ATP和NADPH中的化學(xué)能占光合作用吸收的有效能量的百分率,故光反應(yīng)中的光能轉(zhuǎn)化效率可通過(guò)檢測(cè)光反應(yīng)的產(chǎn)物,即葉綠體中的ATP、NADPH含量來(lái)定量判定,而ATP、NADPH參與碳反應(yīng)中三碳酸的還原。1234(3)根據(jù)圖示的縱坐標(biāo),本研究中的Rubisco酶活性是以酶蛋白在單位時(shí)間內(nèi)消耗的CO2量來(lái)衡量的。該酶在碳反應(yīng)中發(fā)揮作用,光合作用碳反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。由圖分析可得,低溫(6

℃)處理會(huì)抑制光合作用的原因主要包括兩方面:一方面,低溫會(huì)導(dǎo)致光能轉(zhuǎn)化效率下降,從而引起光反應(yīng)減弱;另一方面,低溫還能降低Rubisco酶的活性,Rubisco酶能催化CO2和五碳糖反應(yīng),從而導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降。(4)把實(shí)驗(yàn)組溫度從6

℃升高到25

℃,發(fā)現(xiàn)光合作用強(qiáng)度與對(duì)照組的數(shù)據(jù)差距明顯,可能的原因是低溫使光合色素含量下降,導(dǎo)致光反應(yīng)速率降低,進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度降低。12343.(2024浙江金華十校一模)生菜營(yíng)養(yǎng)豐富,是很常見(jiàn)的食用蔬菜,生菜適于大城市設(shè)施農(nóng)業(yè)水培種植。某農(nóng)業(yè)研究基地對(duì)生菜的光合特性進(jìn)行了如下研究。取長(zhǎng)勢(shì)相同的5組盆栽生菜,編號(hào)A~E,每組15株,并對(duì)光源進(jìn)行不同層數(shù)白紗布遮擋,A至E的遮光率分別為0%、32.4%、54.1%、64.4%、84.2%,其他條件相同且適宜,培養(yǎng)一段時(shí)間后,進(jìn)行多項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)生菜的實(shí)際光合作用強(qiáng)度可用__________________________________

表示。

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類(lèi)等有機(jī)物的量(單位時(shí)間內(nèi)固定的CO2量、單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的O2量)1234(2)每組選取5株生菜的基部功能葉片(已成熟且未衰老),測(cè)得的各組凈光合速率(Pn)如下圖所示。結(jié)果顯示,隨著光強(qiáng)度的降低,Pn值呈

趨勢(shì),E組生菜葉片的光合作用強(qiáng)度

(填“大于”“小于”或“等于”)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。已知E組生菜不能正常生長(zhǎng),結(jié)合題中信息分析其原因是______________________________________________________________________________________________________。

下降大于光強(qiáng)度太弱,導(dǎo)致葉片積累的有機(jī)物的量小于根莖消耗的有機(jī)物的量,使整株植物含有的有機(jī)物總量降低1234(3)已知遮光處理會(huì)導(dǎo)致以藍(lán)紫光為主的短波長(zhǎng)光比例增加,葉綠素b對(duì)短波長(zhǎng)光的吸收峰值高于葉綠素a。另取每組5株生菜的基部功能葉片,提取綠葉中的色素并進(jìn)行含量的檢測(cè)。提取色素的原理是

。(綠葉中的)色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中1234結(jié)合表中檢測(cè)結(jié)果分析,在遮光培養(yǎng)的過(guò)程中,生菜會(huì)

來(lái)提高捕獲光能的能力,以適應(yīng)弱光環(huán)境。

組別葉綠素a含量/(mg·g-1)

葉綠素b含量/(mg·g-1)葉綠素a/葉綠素bA1.430.403.56B1.570.493.20C1.720.582.97D1.760.612.89E1.820.652.8提高葉綠素的含量及提高葉綠素b所占的比例1234(4)再取每組5株生菜基部功能葉片,測(cè)定氣孔導(dǎo)度(表示氣孔張開(kāi)的程度,簡(jiǎn)稱(chēng)Gs)和胞間CO2濃度(簡(jiǎn)稱(chēng)Ci),結(jié)果如下圖所示。隨著光強(qiáng)度的減弱,胞間CO2濃度逐漸增大,從光合作用反應(yīng)過(guò)程的角度分析,出現(xiàn)這種變化的原因是光強(qiáng)度的減弱導(dǎo)致

。

光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少,使碳反應(yīng)速率變慢,從而使CO2的固定減少

1234解析

(1)生菜的實(shí)際光合作用強(qiáng)度可以表示為單位時(shí)間內(nèi)葉綠體固定的CO2量或產(chǎn)生的O2量以及生成的糖類(lèi)等有機(jī)物的量。(2)由柱形圖可知,隨著遮光率的增大,光強(qiáng)度逐漸降低,Pn值呈下降的趨勢(shì);Pn為凈光合速率,凈光合速率=總光合速率-呼吸速率,E組生菜葉片凈光合速率大于0,說(shuō)明光合速率大于呼吸速率;結(jié)合題干信息和圖形分析可知,由于光強(qiáng)度太弱,導(dǎo)致葉片積累的有機(jī)物的量小于其他器官消耗的有機(jī)物的量,使整株植物含有的有機(jī)物總量降低,因此雖然E組生菜葉片的光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,但E組生菜仍不能正常生長(zhǎng)。1234(3)綠葉中的光合色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中,因此常用95%酒精作提取劑提取色素。據(jù)表分析,與A組(遮光率為0%)相比,其他遮光組隨著遮光程度增加,葉綠素含量增加,故據(jù)此推測(cè),在遮光培養(yǎng)的過(guò)程中,生菜會(huì)通過(guò)提高葉綠素的含量及提高葉綠素b所占的比例來(lái)提高捕獲光能的能力,以適應(yīng)弱光環(huán)境。(4)CO2是碳反應(yīng)的原料,據(jù)圖可知,隨著光強(qiáng)度的減弱,胞間CO2濃度逐漸增大,原因是光強(qiáng)度的減弱導(dǎo)致光反應(yīng)速率降低,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少,使碳反應(yīng)速率變慢,從而使CO2的固定減少,胞間CO2濃度升高。12344.(2022浙江1月選考)不同光質(zhì)及其組合會(huì)影響植物代謝過(guò)程。以某高等綠色植物為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同光質(zhì)對(duì)植物光合作用的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1,其中氣孔導(dǎo)度大表示氣孔開(kāi)放程度大。該高等植物葉片在持續(xù)紅光照射條件下,用不同單色光處理(30s/次),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2,圖中“藍(lán)光+綠光”表示先藍(lán)光后綠光處理,“藍(lán)光+綠光+藍(lán)光”表示先藍(lán)光再綠光后藍(lán)光處理。圖1圖21234回答下列問(wèn)題。(1)高等綠色植物葉綠體中含有多種光合色素,常用

方法分離。光合色素吸收的光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能,可用于碳反應(yīng)中

的還原。

(2)據(jù)圖1分析,相對(duì)于紅光,藍(lán)光照射下胞間CO2濃度低,其原因是

。

氣孔主要由保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成,保衛(wèi)細(xì)胞吸收水分,氣孔開(kāi)放,反之關(guān)閉。由圖2可知,綠光對(duì)藍(lán)光刺激引起的氣孔開(kāi)放具有阻止作用,但這種作用可被

光逆轉(zhuǎn)。由圖1、圖2可知,藍(lán)光可刺激氣孔開(kāi)放,其機(jī)理是藍(lán)光可使保衛(wèi)細(xì)胞光合產(chǎn)物增多,也可以促進(jìn)K+、