2024屆高考 二輪復(fù)習(xí) 光合作用與細(xì)胞呼吸 課件（107張）

第2講光合作用與細(xì)胞呼吸第一編2024內(nèi)容索引010203網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識(shí)串聯(lián)長(zhǎng)句表達(dá)思維訓(xùn)練專項(xiàng)模塊?素能培優(yōu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識(shí)串聯(lián)葉綠體的類囊體薄膜光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能H+、O2

光、CO2、溫度等

溫度、O2、H2O等

長(zhǎng)句表達(dá)思維訓(xùn)練1.用韭菜的宿根在見光和避光下可分別培育出韭菜和韭黃,以此為材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如何探究韭菜和韭黃的葉片中各有哪些色素?請(qǐng)你提供檢測(cè)方法并寫出主要步驟。

提示

紙層析法。主要步驟是①提取韭菜和韭黃葉片中的色素;②制備濾紙條;③畫濾液細(xì)線;④用層析液分離色素;⑤觀察色素帶。2.卡爾文等人在小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2,適宜光照下培養(yǎng),在給予不同的光照時(shí)間后,檢測(cè)分析其放射性物質(zhì)出現(xiàn)的情況,從而揭示了光合作用暗反應(yīng)的過(guò)程。該實(shí)驗(yàn)中用到了什么實(shí)驗(yàn)方法?請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(答出一點(diǎn)即可)提示

同位素標(biāo)記法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:生成的有機(jī)物中含有14C。

3.海洋中的藻類植物,習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻,它們?cè)诤Ｋ械拇怪狈植家来问菧\、中、深,這與光能的捕獲有關(guān)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)要分析。

提示

有關(guān)。不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來(lái)的光,即紅藻反射出紅光,綠藻反射出綠光,褐藻反射出黃光。水對(duì)光波中的紅光、橙光的吸收顯著多于對(duì)藍(lán)光、綠光的吸收,即到達(dá)深水層的光線是相對(duì)短波長(zhǎng)的光,所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層,吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分布于海水的深層。4.光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2,一定時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅僅30s的時(shí)間,放射性代謝產(chǎn)物多達(dá)幾十種?？s短時(shí)間到7s,發(fā)現(xiàn)放射性代謝產(chǎn)物減少到12種,若要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)思路是什么?提示

不斷縮短光照時(shí)間后殺死小球藻,同時(shí)提取產(chǎn)物并分析,直到最終提取物中只有一種放射性代謝產(chǎn)物,該物質(zhì)即為CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物。5.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,常采用多種措施提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。根據(jù)高中生物學(xué)所學(xué)內(nèi)容,請(qǐng)你從生物學(xué)的角度分析如何提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

提示

①搞好遺傳育種或選種:如將固氮基因轉(zhuǎn)移到糧食作物中等。②改善細(xì)胞代謝條件:提高光合作用的強(qiáng)度和降低呼吸作用的強(qiáng)度;合理密植;間作、輪種和套種;科學(xué)施肥;合理灌溉。③調(diào)整能量流動(dòng)方向:松土除草,加強(qiáng)病蟲害防治。④施加調(diào)節(jié)物質(zhì)。6.全球氣溫的上升會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量造成哪些方面的影響?提示

使農(nóng)作物的最佳種植地帶轉(zhuǎn)移;使農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生地轉(zhuǎn)移;會(huì)增加許多主要農(nóng)作物害蟲的數(shù)量、生長(zhǎng)速度和地理分布的范圍;通過(guò)二氧化碳和氣溫的作用影響農(nóng)作物的產(chǎn)量?？键c(diǎn)1光合作用與細(xì)胞呼吸的物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)化1.圖解光合作用與細(xì)胞呼吸的過(guò)程

特別提示無(wú)氧呼吸中的[H]無(wú)氧呼吸過(guò)程中,[H]在第一階段產(chǎn)生,在第二階段被消耗,無(wú)[H]的積累。

2.光合作用與細(xì)胞呼吸過(guò)程中物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程(1)光合作用和細(xì)胞呼吸中物質(zhì)變化過(guò)程元素轉(zhuǎn)移過(guò)程C(CH2O)CO2元素轉(zhuǎn)移過(guò)程OHO2H2ONADPH(CH2O)[H]H2O(2)光合作用和細(xì)胞呼吸中能量轉(zhuǎn)化過(guò)程

①光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只供暗反應(yīng)利用,而細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可供絕大多數(shù)生命活動(dòng)利用。②無(wú)氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP。ATP和NADPH有機(jī)物ATP3.不同條件下光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系(1)關(guān)系圖解

(2)解讀真正光合速率與呼吸速率的關(guān)系(圖示)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一

精典對(duì)練——拿高分?題型一

結(jié)合光合作用與細(xì)胞呼吸的過(guò)程,考查生命觀念、科學(xué)思維1.種子儲(chǔ)藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.若產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C.若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多答案D

解析

由題干可知,種子呼吸作用消耗的底物為葡萄糖。有氧呼吸消耗1

mol葡萄糖產(chǎn)生6

mol

CO2,無(wú)氧呼吸消耗1

mol葡萄糖產(chǎn)生2

mol酒精和2

mol

CO2,因此,若呼吸作用產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸,A項(xiàng)正確。有氧呼吸消耗1

mol葡萄糖和6

mol

O2產(chǎn)生6

mol

CO2,因此,若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等,B項(xiàng)正確。產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸,既不消耗O2,也不產(chǎn)生CO2,因此,若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放,C項(xiàng)正確。若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù);若同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成,部分代謝途徑如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.葉綠體的功能受核DNA的控制B.酶R在NADPH的參與下固定CO2形成C3-ⅠC.X的濃度隨著外界CO2濃度增加而增加D.C3-Ⅱ輸出葉綠體的速度不影響淀粉的合成答案A

解析

葉綠體中催化CO2固定的酶R的小亞基由核基因控制合成,故葉綠體的功能受核DNA的控制,A項(xiàng)正確。CO2的固定不需要NADPH的參與,B項(xiàng)錯(cuò)誤。X(C5)的濃度與CO2濃度、光照強(qiáng)度等因素相關(guān),外界CO2濃度增加,短時(shí)間內(nèi)C5的濃度會(huì)減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤。一部分C3-Ⅱ在葉綠體中轉(zhuǎn)化為淀粉,一部分輸出葉綠體轉(zhuǎn)化為蔗糖,故其輸出葉綠體的速度會(huì)影響淀粉的合成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。題后拓展光合產(chǎn)物光合作用中最主要的產(chǎn)物是碳水化合物,其中包括單糖、二糖和多糖。單糖中最普遍的是葡萄糖和果糖;二糖是蔗糖;多糖則是淀粉。在植物葉片中,葡萄糖常轉(zhuǎn)變成淀粉暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)。光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移有利于光合作用的進(jìn)行。?題型二

借助光合作用中物質(zhì)含量的變化,考查科學(xué)思維3.下列關(guān)于光合作用中改變反應(yīng)條件而引起的變化,正確的是(

)A.突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值減小B.突然中斷CO2供應(yīng)會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值減小C.突然將單色光改變?yōu)榘坠鈺?huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大D.突然將白光改變?yōu)閱紊鈺?huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值增大答案C

解析

突然中斷CO2供應(yīng),會(huì)使暗反應(yīng)中CO2的固定減少,而短時(shí)間內(nèi)C3的還原仍在進(jìn)行,因此C3減少,C5增多,會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。突然中斷CO2供應(yīng),會(huì)使生成的C3減少,因此C3還原利用的ATP減少,導(dǎo)致ATP積累增多,而ADP生成量減少,會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。突然將單色光改變?yōu)榘坠鈺?huì)導(dǎo)致光反應(yīng)吸收的光能增加,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增加,而ADP相對(duì)含量減少,因此暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大,C項(xiàng)正確。突然將白光改變?yōu)閱紊?會(huì)導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH減少,這將抑制暗反應(yīng)中C3的還原,導(dǎo)致C5減少,C3增多,因此會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中C5/C3的值減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.已知蛋白核小球藻的光合作用過(guò)程如下圖所示,其中PSⅠ和PSⅡ?yàn)楣夂仙嘏c蛋白質(zhì)組成的復(fù)合光反應(yīng)系統(tǒng)。在鹽脅迫(高濃度NaCl)條件下,蛋白核小球藻的光反應(yīng)復(fù)合體PSⅠ和PSⅡ的結(jié)構(gòu)會(huì)受到損傷,電子傳遞速率降低,光反應(yīng)速率降低,從而使光合作用減弱。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.PSⅡ中的光合色素能利用吸收的光能,將H2O分解為O2和H+B.ATP合成酶具有催化功能,并協(xié)助H+實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸C.蛋白核小球藻光反應(yīng)產(chǎn)生的O2被細(xì)胞呼吸利用至少穿過(guò)四層生物膜D.剛遭遇鹽脅迫的蛋白核小球藻,葉肉細(xì)胞內(nèi)C3含量上升,C5含量下降答案C

解析

PSⅠ和PSⅡ?yàn)楣夂仙嘏c蛋白質(zhì)組成的復(fù)合光反應(yīng)系統(tǒng),光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生在類囊體薄膜上,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,將H2O分解為O2和H+,A項(xiàng)正確。酶具有催化作用,由題圖可知,ATP合成酶可協(xié)助H+實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸,B項(xiàng)正確。由題圖可知,蛋白核小球藻光反應(yīng)產(chǎn)生的O2被細(xì)胞呼吸利用至少穿過(guò)五層生物膜,包括類囊體薄膜、葉綠體的雙層膜及線粒體的雙層膜,C項(xiàng)錯(cuò)誤。在鹽脅迫(高濃度NaCl)條件下,蛋白核小球藻的光反應(yīng)復(fù)合體PSⅠ和PSⅡ的結(jié)構(gòu)會(huì)受到損傷,電子傳遞速率降低,光反應(yīng)速率降低,使產(chǎn)生的ATP、NADPH減少,從而影響了暗反應(yīng),使C3含量上升、C5含量下降,D項(xiàng)正確。技巧點(diǎn)撥過(guò)程圖法分析C3、C5等物質(zhì)含量變化的一般程序(1)繪制光合作用模式簡(jiǎn)圖(2)從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方面綜合分析。如CO2供應(yīng)正常、光照停止時(shí),C3的含量變化如下圖所示。題組二

易錯(cuò)防范——不失分1.生命活動(dòng)的正常進(jìn)行需要能量的驅(qū)動(dòng),而能量的供應(yīng)(光合作用)和利用(細(xì)胞呼吸)都離不開化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)是能量的載體,能量是物質(zhì)變化的動(dòng)力,這體現(xiàn)了生物學(xué)中的物質(zhì)和能量觀。判斷下列有關(guān)細(xì)胞呼吸、光合作用的表述是否正確。(2)馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程不能生成。(

)(3)乳酸菌無(wú)氧呼吸的第二階段需ATP水解提供能量。(

)×××(1)線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過(guò)程需要O2的直接參與。(

)(4)卡爾文等探究CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑采用了同位素標(biāo)記法。(

)(5)高等植物細(xì)胞中,光合作用的光反應(yīng)只發(fā)生在生物膜上。(

)(8)光合作用過(guò)程中光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,細(xì)胞呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能和ATP。(

)√√×√×2.(2023山東卷)水淹時(shí),玉米根細(xì)胞由于較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行無(wú)氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足,使液泡膜上的H+轉(zhuǎn)運(yùn)減緩,引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+積累,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會(huì)引起細(xì)胞酸中毒。細(xì)胞可通過(guò)將無(wú)氧呼吸過(guò)程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑,延緩細(xì)胞酸中毒。下列說(shuō)法正確的是(

)A.正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.檢測(cè)到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足D.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)消耗的[H]增多以緩解酸中毒答案B

解析

由題圖可知,綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)也能吸收光能,并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(需要相關(guān)酶),說(shuō)明綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)含有色素和蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確。厭氧型綠硫細(xì)菌以硫化物為氫供體進(jìn)行光合作用,由題圖可知,綠硫細(xì)菌光反應(yīng)不產(chǎn)生氧氣,因此不能為其他生物提供氧氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤。厭氧型綠硫細(xì)菌以硫化物為氫供體進(jìn)行光合作用,因此培養(yǎng)綠硫細(xì)菌時(shí)不需要通入氧氣,也無(wú)需提供有機(jī)碳源,C項(xiàng)正確。題圖反應(yīng)中綠硫細(xì)菌將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,儲(chǔ)存在有機(jī)物(ATP和NADPH)中,D項(xiàng)正確。3.厭氧型綠硫細(xì)菌以硫化物為氫供體進(jìn)行光合作用,是最古老的光合細(xì)菌之一。右上圖表示綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)參與的代謝過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)含有色素和蛋白質(zhì)B.綠硫細(xì)菌能為生態(tài)系統(tǒng)中其他生物提供氧氣和有機(jī)物C.培養(yǎng)綠硫細(xì)菌時(shí)不需要通入氧氣也無(wú)需提供有機(jī)碳源D.圖示過(guò)程實(shí)現(xiàn)了光能到有機(jī)物中的化學(xué)能的轉(zhuǎn)化答案B

解析

由題圖可知,綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)也能吸收光能,并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(需要相關(guān)酶),說(shuō)明綠硫細(xì)菌的光復(fù)合系統(tǒng)含有色素和蛋白質(zhì),A項(xiàng)正確。厭氧型綠硫細(xì)菌以硫化物為氫供體進(jìn)行光合作用,由題圖可知,綠硫細(xì)菌光反應(yīng)不產(chǎn)生氧氣,因此不能為其他生物提供氧氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤。厭氧型綠硫細(xì)菌以硫化物為氫供體進(jìn)行光合作用,因此培養(yǎng)綠硫細(xì)菌時(shí)不需要通入氧氣,也無(wú)需提供有機(jī)碳源,C項(xiàng)正確。題圖反應(yīng)中綠硫細(xì)菌將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,儲(chǔ)存在有機(jī)物ATP和NADPH中,D項(xiàng)正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥細(xì)胞呼吸的底物與產(chǎn)物(1)并非所有生物的無(wú)氧呼吸都產(chǎn)生CO2。人、高等動(dòng)物、馬鈴薯的塊莖、甜菜的塊根及玉米種子的胚等進(jìn)行無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸。(2)細(xì)胞呼吸的底物并非只有葡萄糖。細(xì)胞呼吸最常用、最主要的底物為葡萄糖,但脂肪、蛋白質(zhì)等其他有機(jī)物也可作為細(xì)胞呼吸的底物。若以脂肪為有氧呼吸底物,O2消耗量多于CO2產(chǎn)生量?？键c(diǎn)2光合作用與細(xì)胞呼吸的影響因素及生產(chǎn)應(yīng)用1.掌握影響細(xì)胞呼吸因素的四類曲線

消耗風(fēng)干無(wú)氧呼吸點(diǎn)撥果蔬儲(chǔ)存:0

℃以上低溫、低氧、高CO2、一定濕度。糧食儲(chǔ)存:低溫、干燥、低氧、高CO2。

2.把握影響光合作用因素的三類曲線

光反應(yīng)溫度特別提示光合作用影響因素的實(shí)踐應(yīng)用

3.光合速率曲線和呼吸速率曲線的綜合分析

0CO2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一

精典對(duì)練——拿高分?題型一

圍繞光合作用的影響因素,考查科學(xué)思維1.鹽脅迫對(duì)西瓜幼苗相關(guān)生理特性的影響如下表所示。下列說(shuō)法正確的是(

)注氣孔導(dǎo)度表示氣孔張開的程度。

A.本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量包括每組幼苗數(shù)量、NaCl濃度和用量等B.幼苗的凈光合速率隨著NaCl濃度升高而不斷減小C.低鹽脅迫有利于幼苗吸收更多的水分和CO2D.高鹽脅迫下氣孔導(dǎo)度是限制凈光合速率的主要因素答案C

解析

由題表可知,自變量為NaCl濃度,因變量為凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率,則每組幼苗數(shù)量、脅迫時(shí)間等均屬于無(wú)關(guān)變量,A項(xiàng)錯(cuò)誤。低鹽脅迫下的凈光合速率與空白對(duì)照組相比有所上升,NaCl濃度從20

mmol/L增大到120

mmol/L,幼苗的凈光合速率隨著NaCl濃度升高而不斷減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤。低鹽脅迫使氣孔導(dǎo)度增大,有利于幼苗吸收CO2,蒸騰速率增加,使植物體吸收更多的水分,C項(xiàng)正確。高鹽脅迫下,凈光合速率明顯下降,相比對(duì)照組,胞間CO2濃度增加,蒸騰速率降低,可能是植物細(xì)胞在高鹽環(huán)境中失水導(dǎo)致植物細(xì)胞缺水從而降低了凈光合速率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。圖1圖22.將玉米的PEPC酶(磷酸烯醇丙酮酸羧化酶)基因與PPDK酶(丙酮酸磷酸雙激酶)基因?qū)胨?獲得轉(zhuǎn)雙基因水稻。某溫度下,光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)雙基因和原種水稻光合速率的影響如圖1所示;在光照強(qiáng)度相對(duì)值為10時(shí),測(cè)得的溫度對(duì)光合速率的影響如圖2所示。據(jù)圖分析,下列說(shuō)法正確的是(

)A.本實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和溫度B.在25℃下重復(fù)圖1相關(guān)實(shí)驗(yàn),A點(diǎn)會(huì)向右上方移動(dòng)C.轉(zhuǎn)雙基因水稻提高了CO2的固定能力,從而增強(qiáng)了光合速率D.轉(zhuǎn)雙基因水稻適合栽種在高溫、低光照環(huán)境中答案C

解析

由題意可知,本實(shí)驗(yàn)的自變量是水稻種類(水稻是否導(dǎo)入玉米的PEPC酶基因與PPDK酶基因)、光照強(qiáng)度和溫度,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖2可知,圖1是在30

℃時(shí)做的實(shí)驗(yàn),與30

℃時(shí)相比,25

℃時(shí)凈光合速率降低,所以A點(diǎn)向左下方移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。圖1中A點(diǎn)以前限制光合作用的因素是光照強(qiáng)度,以后主要是溫度和CO2濃度,由此可推知,轉(zhuǎn)雙基因水稻可提高對(duì)CO2的固定能力而增強(qiáng)光合速率,C項(xiàng)正確。由圖1可知,在一定范圍內(nèi),隨光照強(qiáng)度增大,轉(zhuǎn)雙基因水稻的光合速率增大,所以轉(zhuǎn)雙基因水稻適合栽種在高光照環(huán)境中。由圖2可知,轉(zhuǎn)雙基因水稻在35

℃時(shí)光合速率最大,超過(guò)40

℃時(shí)光合速率降為0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。?題型二

圍繞光合作用和細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,考查社會(huì)責(zé)任3.多花黃精是中國(guó)特有的野生藥材,具有提高免疫力等多種功效。在種植過(guò)程中發(fā)現(xiàn),栽培環(huán)境光照過(guò)強(qiáng)會(huì)使其光合速率下降。為探索多花黃精的最佳栽培條件,研究小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),如右上表所示。(1)光照過(guò)強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致多花黃精光反應(yīng)系統(tǒng)受損,破壞了

(填結(jié)構(gòu)名稱),導(dǎo)致捕獲光能的能力下降。隨機(jī)選擇在不同遮光條件下大小一致、長(zhǎng)勢(shì)旺盛的多花黃精葉片,用

提取葉片中的色素測(cè)定葉綠素含量。由上表結(jié)果可知,隨著遮陰程度的增加,多花黃精總?cè)~綠素含量

,葉綠素a/葉綠素b的值

,這種結(jié)果表明多花黃精具有一定的耐陰能力。

(2)多花黃精的最大凈光合速率在遮陰處理下均比對(duì)照組

。與T1處理相比,T3處理下多花黃精的CO2吸收速率

,原因是

。結(jié)合該研究結(jié)果,請(qǐng)給人工栽培多花黃精提出一項(xiàng)合理建議:

。

(3)甜玉米為喜光植物,植株較高,在生產(chǎn)實(shí)踐中與多花黃精進(jìn)行合理搭配種植,可以充分利用

(至少答出兩點(diǎn)),以增加經(jīng)濟(jì)效益。答案

(1)類囊體(或基粒)無(wú)水乙醇增加減小(2)高較小光照強(qiáng)度低,光反應(yīng)減弱,為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP較少,導(dǎo)致暗反應(yīng)速率較低種植多花黃精時(shí)適度遮陰(或種植多花黃精時(shí)采用1層遮陰網(wǎng)遮光)

(3)光能、CO2、無(wú)機(jī)鹽解析

(1)由題表可知,適當(dāng)遮光條件下,兩種葉綠素的含量增加,據(jù)此可推測(cè)光照過(guò)強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致多花黃精光反應(yīng)系統(tǒng)受損,破壞了類囊體(薄膜),導(dǎo)致捕獲光能的能力下降。隨機(jī)選擇在不同遮光條件下大小一致、長(zhǎng)勢(shì)旺盛的多花黃精葉片,用無(wú)水乙醇提取葉片中的色素測(cè)定葉綠素含量。由題表可知,隨著遮陰程度的增加,多花黃精總?cè)~綠素含量增加,葉綠素a/葉綠素b的值減小,該結(jié)果表明多花黃精具有一定的耐陰能力。(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示多花黃精的最大凈光合速率在遮陰處理下均比對(duì)照組高。與T1處理相比,T3處理下多花黃精的CO2吸收速率減小,應(yīng)該是光照強(qiáng)度過(guò)低,光反應(yīng)減弱,為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP較少,導(dǎo)致暗反應(yīng)速率減小。根據(jù)表中研究結(jié)果可知,在人工栽培多花黃精時(shí)為了提高產(chǎn)量,可適當(dāng)遮光,如實(shí)驗(yàn)中采用1層黑色遮陰網(wǎng)(透光率達(dá)到80%)效果最好。(3)甜玉米為喜光植物,植株較高,正好能起到給多花黃精遮陰的作用,二者合理搭配種植,可以充分利用空間、資源(光能、CO2、無(wú)機(jī)鹽),同時(shí)也能滿足多花黃精耐陰的需求,從而增加產(chǎn)量,提高經(jīng)濟(jì)效益。?題型三

將影響光合作用的因素與植物激素調(diào)節(jié)相結(jié)合,考查科學(xué)探究4.科研人員以野生型擬南芥植株為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),其葉肉細(xì)胞滲透壓、葉片ABA含量和氣孔阻力(與氣孔開閉程度有關(guān),氣孔全開時(shí)氣孔阻力最小)之間的變化關(guān)系如圖1所示,ABA調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉與保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度有關(guān),其作用機(jī)制如圖2所示。回答下列問(wèn)題。圖1圖2(1)擬南芥葉肉細(xì)胞中光合色素分布在

,作用是

。

(2)據(jù)圖分析可知,恢復(fù)澆水能提高擬南芥光合作用強(qiáng)度,理由是

。

(3)由圖2可知,當(dāng)ABA與受體結(jié)合后,通過(guò)關(guān)閉氣孔和抑制氣孔開放兩條途徑協(xié)同作用,即

,調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度,使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài)。為進(jìn)一步研究ABA受體與氣孔關(guān)閉的關(guān)系,研究者以野生型擬南芥植株和超表達(dá)ABA受體基因的擬南芥植株為材料設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),進(jìn)行培養(yǎng)并定期測(cè)量葉片的

。若

,則說(shuō)明ABA受體增多能夠加速氣孔關(guān)閉。

(4)研究發(fā)現(xiàn),在干旱條件下,ABA濃度與光合色素降解程度呈正相關(guān)。請(qǐng)以擬南芥ABA缺失突變體為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論。寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果(光合色素含量的測(cè)定方法不作要求)。答案

(1)葉綠體類囊體薄膜上吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能(2)ABA含量降低,氣孔阻力減小,CO2供應(yīng)增加,光合作用增強(qiáng)(3)促使保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加,促進(jìn)K+外流,同時(shí)抑制K+內(nèi)流氣孔阻力(或氣孔直徑)實(shí)驗(yàn)組葉片的氣孔阻力大于(或氣孔直徑小于)對(duì)照組(4)實(shí)驗(yàn)思路:取經(jīng)過(guò)干旱處理的擬南芥ABA缺失突變體若干并分組編號(hào),用不同濃度的ABA溶液處理,再置于相同且適宜條件下培養(yǎng);一段時(shí)間后測(cè)定各組葉片的光合色素含量。預(yù)期結(jié)果:隨著ABA濃度的增大,擬南芥ABA缺失突變體中光合色素含量逐漸下降。

解析

(1)葉綠體中的光合色素分布在類囊體薄膜上,這些色素能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。(2)由題圖1可知,干旱處理能增大葉肉細(xì)胞的滲透壓,進(jìn)而促進(jìn)ABA的合成和分泌,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)減少;恢復(fù)供水后,ABA含量下降,氣孔打開,CO2供應(yīng)增加,因此可推知干旱處理會(huì)降低植物的光合作用,恢復(fù)供水則有利于光合作用。(3)由題圖2可知,當(dāng)ABA與受體結(jié)合后,促使保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加,促進(jìn)K+外流,使氣孔處于關(guān)閉狀態(tài),同時(shí)抑制K+內(nèi)流,調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度,使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài)(抑制氣孔開放),即通過(guò)關(guān)閉氣孔和抑制氣孔開放兩條途徑協(xié)同作用。當(dāng)ABA與受體結(jié)合后,使氣孔維持關(guān)閉狀態(tài),故為進(jìn)一步研究ABA受體與氣孔關(guān)閉的關(guān)系,以野生型擬南芥植株和超表達(dá)ABA受體基因(ABA受體增多)的擬南芥植株為材料設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),進(jìn)行培養(yǎng),自變量為ABA受體的多少,因變量為葉片的氣孔阻力(或氣孔直徑)。若實(shí)驗(yàn)組葉片的氣孔阻力大于(或氣孔直徑小于)對(duì)照組,則說(shuō)明ABA受體增多能夠加速氣孔關(guān)閉。(4)本實(shí)驗(yàn)的目的是要驗(yàn)證在干旱條件下,ABA濃度與光合色素降解程度呈正相關(guān),而且題干已經(jīng)給了實(shí)驗(yàn)材料,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍緦?shí)驗(yàn)的自變量是用不同濃度梯度的ABA處理擬南芥ABA缺失突變體,因變量是擬南芥色素含量的變化,無(wú)關(guān)變量保持相同且適宜。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:取經(jīng)過(guò)干旱處理的擬南芥ABA缺失突變體若干并分組編號(hào),用不同濃度的ABA溶液處理,再置于相同且適宜條件下培養(yǎng);一段時(shí)間后測(cè)定各組葉片的光合色素含量。預(yù)期結(jié)果:隨著ABA濃度的增大,擬南芥ABA缺失突變體中光合色素含量逐漸下降。題后拓展植物激素對(duì)光合作用的影響脫落酸通過(guò)促進(jìn)氣孔關(guān)閉影響植物吸收CO2的速率,進(jìn)而影響光合作用速率。題組二

易錯(cuò)防范——不失分1.某興趣小組取兩株生理狀態(tài)一致的番茄植株,一株保留果實(shí),一株摘除果實(shí),分別置于相同的密閉透明的玻璃罩中,在自然條件下處理一晝夜,結(jié)果如下圖所示。據(jù)圖分析,下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲組番茄植株光合作用開始于7時(shí),乙組開始于6時(shí)B.24h內(nèi),甲、乙兩組番茄植株光合速率等于呼吸速率只在17時(shí)、18時(shí)C.24h后,甲組玻璃罩中CO2濃度低于乙組,說(shuō)明乙組植株長(zhǎng)勢(shì)更好D.甲組番茄植株有果實(shí),果實(shí)的存在可促進(jìn)番茄植株的光合作用答案D

解析

由題圖可知,甲組番茄植株在7時(shí)的光合速率等于呼吸速率,說(shuō)明甲組在7時(shí)前就進(jìn)行了光合作用,乙組番茄植株也在6時(shí)前進(jìn)行了光合作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤。24

h內(nèi),甲組番茄植株光合速率等于呼吸速率在7時(shí)和17時(shí),乙組番茄植株光合速率等于呼吸速率在6時(shí)和18時(shí),B項(xiàng)錯(cuò)誤。24

h后,甲組玻璃罩中CO2濃度低于乙組,說(shuō)明甲組合成的有機(jī)物更多,甲組植株長(zhǎng)勢(shì)更好,C項(xiàng)錯(cuò)誤。玻璃罩中的乙組番茄植株無(wú)果實(shí),葉片光合作用產(chǎn)物不能及時(shí)輸出,會(huì)抑制光合作用吸收CO2;而玻璃罩中的甲組番茄植株有果實(shí),光合產(chǎn)物及時(shí)輸出,光合作用較強(qiáng),由此說(shuō)明果實(shí)的存在可促進(jìn)番茄植株的光合作用,D項(xiàng)正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥密閉環(huán)境中的光合速率曲線(1)植物在一天中光合速率和呼吸速率相等的時(shí)間點(diǎn)有兩個(gè)。(2)逆向思維:縱坐標(biāo)是玻璃罩內(nèi)CO2濃度變化曲線,植物吸收的CO2變化曲線與之相反。2.在CO2濃度相同、光照不同的條件下,對(duì)油菜光合速率日變化研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.據(jù)圖可知,油菜最大光合速率上午均比下午高,這與環(huán)境因素的變化有關(guān)B.與Ⅰ相比,Ⅱ出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象是由于中午光照強(qiáng)烈、溫度升高,導(dǎo)致葉片部分氣孔關(guān)閉影響光合作用的暗反應(yīng)階段,從而使光合速率下降C.與Ⅱ相比,Ⅲ也出現(xiàn)了“光合午休”現(xiàn)象,可推測(cè)油菜的光合速率除受外界環(huán)境因素影響外,還受遺傳因素的控制D.據(jù)圖可知,提高CO2濃度,Ⅰ的光合速率可達(dá)到Ⅲ答案D

解析

由題圖可知,油菜最大光合速率上午均比下午高,這與上午光照強(qiáng)烈、溫度適宜等因素有關(guān),A項(xiàng)正確。與Ⅰ相比,Ⅱ中午時(shí)分,由于光照強(qiáng)烈導(dǎo)致溫度升高,植物蒸騰作用劇烈而失水較多,使葉肉細(xì)胞部分氣孔關(guān)閉,CO2通過(guò)氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞的量減少,葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度降低,大大降低了暗反應(yīng)過(guò)程中CO2的固定,導(dǎo)致光合速率下降,B項(xiàng)正確。與Ⅱ相比,Ⅲ在恒定光照強(qiáng)度下,同樣的時(shí)間也出現(xiàn)了“光合午休”現(xiàn)象,這是內(nèi)因即遺傳因素控制的生物節(jié)律現(xiàn)象,C項(xiàng)正確。由題圖可知,限制曲線Ⅰ的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度,所以提高CO2濃度,Ⅰ的光合速率也不能達(dá)到Ⅲ,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下圖表示在光照、溫度等條件適宜的情況下,環(huán)境中CO2濃度分別對(duì)甲、乙兩種植物光合速率的影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)當(dāng)CO2濃度為350μmol/mL時(shí),甲植物CO2的固定速率

(填“小于”“等于”或“大于”)乙植物CO2的固定速率;此時(shí)若適當(dāng)提高CO2濃度,則短時(shí)間內(nèi)甲植物葉綠體中C3/C5的值將

(填“升高”“降低”或“不變”)。若其他環(huán)境條件不變,要使甲植物經(jīng)過(guò)一晝夜(12h白天,12h黑夜)獲得有機(jī)物的積累,則白天CO2濃度必須大于

μmol/mL。

(2)在光照強(qiáng)度、溫度等其他條件適宜的情況下,將上述兩種植物置于初始CO2濃度為600μmol/mL的同一密閉容器中。一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低,其中光合速率首先開始降低的植物是

,原因是

。

(3)有科研人員認(rèn)為乙植物比甲植物更適合生活在干旱土壤中,據(jù)圖分析理由是

答案

(1)大于升高150(2)甲CO2濃度為600μmol/mL時(shí),甲、乙兩植物都達(dá)到了CO2飽和點(diǎn);容器中CO2濃度逐漸降低;甲植物CO2飽和點(diǎn)大于乙植物CO2飽和點(diǎn),所以CO2濃度降低甲植物光合速率首先降低(3)干旱會(huì)導(dǎo)致植物部分氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,乙植物更能耐受低CO2濃度,其CO2補(bǔ)償點(diǎn)更低,所以乙植物更適合生活在干旱土壤中解析

(1)由題圖可知,當(dāng)CO2濃度為350

μmol/mL時(shí),甲植物的呼吸速率大于乙植物,凈光合速率相等,因此甲植物CO2的固定速率大于乙植物CO2的固定速率;此時(shí)若適當(dāng)提高CO2濃度,短時(shí)間內(nèi)CO2的固定速率加快,C3的還原速率不變,故C5含量減少,C3增多,甲植物葉綠體中C3/C5的值將升高。甲植物經(jīng)過(guò)一晝夜呼吸作用釋放CO2量=24×20

=480(mg/m2),光合作用固定CO2的速率=480÷12=40[mg/(m2·h)],則凈光合速率=40-20=20[mg/(m2·h)],由題圖可知,要想獲得有機(jī)物的積累,則白天凈光合速率要大于20

mg/(m2·h),因此CO2濃度必須大于150

μmol/mL。(2)在光照強(qiáng)度、溫度等其他條件適宜的情況下,將上述兩種植物置于初始CO2濃度為600

μmol/mL的同一密閉容器中,此時(shí)甲、乙兩植物都達(dá)到了CO2飽和點(diǎn),容器中CO2濃度逐漸降低;甲植物CO2飽和點(diǎn)大于乙植物CO2飽和點(diǎn),所以CO2濃度降低甲植物光合速率首先降低。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致植物部分氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,由題圖可知,乙植物更能耐受低CO2濃度,其CO2補(bǔ)償點(diǎn)更低,所以乙植物更適合生活在干旱土壤中。易錯(cuò)點(diǎn)撥“三率”的概念及數(shù)值關(guān)系

微專題1光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)律方法?歸納1.種子萌發(fā)時(shí)細(xì)胞呼吸類型的實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):欲確認(rèn)某生物的呼吸類型,應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置,如下圖所示(以發(fā)芽種子為例)。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動(dòng)不動(dòng)只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸或種子已死亡不動(dòng)右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸左移不動(dòng)只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸2.呼吸速率和凈光合速率測(cè)定的常用方法(1)液滴移動(dòng)法(氣體體積變化法)提示在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,無(wú)法直接測(cè)定植物的真正光合速率,因此,常在光照下測(cè)定植物的凈光合速率,在黑暗中測(cè)定呼吸速率,兩者之和即為植物的真正光合速率。特別提醒物理誤差的校正為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確,除減少無(wú)關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置。對(duì)照裝置與兩裝置相比,不同點(diǎn)是用“死亡的綠色植物”代替“綠色植物”,其余均相同。(2)黑白瓶法“黑白瓶”問(wèn)題是一類通過(guò)凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算真正光合作用強(qiáng)度的問(wèn)題,“黑瓶”不透光,測(cè)定的是有氧呼吸量;“白瓶”給予光照,測(cè)定的是凈光合作用量,可分為有初始值與沒有初始值兩種情況,規(guī)律如下所示。3.控制變量的方法

4.光合作用與細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)技巧(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須注意三點(diǎn)

(2)題干信息審讀

技能提升?訓(xùn)練1.圖甲為在一定濃度CO2緩沖液、其他最適條件下培養(yǎng)的植物,圖乙的a、b為培養(yǎng)過(guò)程中一些量的相對(duì)值的變化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.若圖乙表示圖甲中植物葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的變化,則a到b可能是突然停止光照或光照減弱B.若圖乙表示圖甲完全培養(yǎng)液中K+濃度的變化,由a到b的變化說(shuō)明植物吸收K+的相對(duì)速率小于吸收水分的相對(duì)速率C.若圖乙表示圖甲植物呼吸速率的變化,則由a到b的變化可能是由遮光改為照光D.若圖乙表示圖甲植物光合速率的變化,則由a到b可能是適當(dāng)提高了CO2緩沖液的濃度答案C

解析

若圖乙表示圖甲中植物葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的變化,則a到b表示C3的含量增多,可能是突然停止光照或光照減弱,使光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH減少,C3的還原減弱所致,A項(xiàng)正確。若圖乙表示圖甲完全培養(yǎng)液中K+濃度的變化,由a到b表示K+的濃度上升,這說(shuō)明植物吸收K+的相對(duì)速率小于吸收水分的相對(duì)速率,B項(xiàng)正確。光照強(qiáng)度影響光合速率,基本不影響呼吸速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤。適當(dāng)提高CO2濃度即CO2緩沖液的濃度,可以加快光合速率,D項(xiàng)正確。2.馬纓丹是一種原產(chǎn)于美洲的熱帶植物,在高溫下生長(zhǎng)旺盛。植株中還存在揮發(fā)油、酚酸類和黃酮類物質(zhì),能夠抑制其他植物生長(zhǎng)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)馬纓丹在光合作用過(guò)程中光反應(yīng)的場(chǎng)所是

,光反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程是

。

(2)以馬纓丹綠葉、CO2緩沖液、燈泡等為實(shí)驗(yàn)材料,如上圖所示,研究光對(duì)馬纓丹光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí),試管內(nèi)變化的氣體是

。在光照足夠強(qiáng)的情況下,用不同顏色的玻璃紙罩住燈泡,研究發(fā)現(xiàn)用綠色玻璃紙罩住的實(shí)驗(yàn)組紅色液滴移動(dòng)量最少,原因是

。

(3)在探究馬纓丹對(duì)高溫適應(yīng)性機(jī)制時(shí)表明,適當(dāng)降溫后馬纓丹葉片氣孔導(dǎo)度增大不是由適當(dāng)降溫直接引起的,而是由葉片中的細(xì)胞分裂素(CTK)含量增加引起的。請(qǐng)利用生理狀況相同的馬纓丹CTK缺失突變體(不能合成CTK)植株、CTK溶液、氣孔導(dǎo)度測(cè)定儀,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論,要求簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路及預(yù)期結(jié)果。答案

(1)類囊體薄膜將光能轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能(2)O2光合色素對(duì)綠光的吸收最少,光合作用產(chǎn)生的氧氣最少(3)[方案一]實(shí)驗(yàn)思路:取CTK缺失突變體植株在較高溫度下第一次測(cè)定氣孔導(dǎo)度,經(jīng)適當(dāng)降溫處理后,第二次測(cè)定氣孔導(dǎo)度,最后給予外源CTK處理,第三次測(cè)定氣孔導(dǎo)度。預(yù)期結(jié)果:第一次和第二次測(cè)定的氣孔導(dǎo)度相同,第三次測(cè)定的氣孔導(dǎo)度增大。[方案二]實(shí)驗(yàn)思路:取CTK缺失突變體植株在較高溫度下測(cè)定氣孔導(dǎo)度,經(jīng)適當(dāng)降溫處理后,再測(cè)定氣孔導(dǎo)度。然后將上述降溫處理的CTK缺失突變體植株分成兩組,在低溫條件下,一組進(jìn)行CTK處理,另一組作為對(duì)照組,一段時(shí)間后,分別測(cè)定兩組的氣孔導(dǎo)度。預(yù)期結(jié)果:降溫處理前后的氣孔導(dǎo)度不變;低溫條件下CTK處理組氣孔導(dǎo)度增大,對(duì)照組氣孔導(dǎo)度不變。解析

(1)馬纓丹在光合作用過(guò)程中光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜,光反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程是將光能轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能。(2)光合作用利用CO2并釋放O2,試管中有CO2緩沖液,能維持CO2的恒定,所以實(shí)驗(yàn)時(shí),試管內(nèi)變化的氣體是O2。由于光合色素對(duì)綠光的吸收最少,光合作用產(chǎn)生的O2最少,所以在光照足夠強(qiáng)的情況下,用不同顏色的玻璃紙罩住燈泡,會(huì)發(fā)現(xiàn)用綠色玻璃紙罩住的實(shí)驗(yàn)組紅色液滴移動(dòng)量最少。(3)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C明適當(dāng)降溫后馬纓丹葉片氣孔導(dǎo)度增大不是由適當(dāng)降溫直接引起的,而是由葉片中的細(xì)胞分裂素(CTK)含量增加引起的。根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見答案。專項(xiàng)模塊?素能培優(yōu)大題分析與表達(dá)(一)細(xì)胞代謝類大題突破典例示范【典例】

人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類,相關(guān)裝置及過(guò)程如下圖所示,其中甲、乙表示物質(zhì),模塊3中的反應(yīng)過(guò)程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過(guò)程相同?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是

,模塊3中的甲可與CO2結(jié)合,甲為

。

(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn),則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將

(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng),模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變,原因是

。

(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下,該系統(tǒng)糖類的積累量

(填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是

。

(4)干旱條件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是

。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低,在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。

【思維模板】

葉綠體基質(zhì)太陽(yáng)能水轉(zhuǎn)換C5光反應(yīng)CO2

抑制光合呼吸氣孔關(guān)閉CO2

答案

(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP+不足(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)(4)葉片氣孔開放程度降低,CO2的吸收量減少長(zhǎng)句訓(xùn)練1.(2023廣東一模)光照條件下,植物細(xì)胞的Rubisco酶具有“兩面性”:CO2濃度較高時(shí),該酶催化C5(RuBP)與CO2反應(yīng)完成光合作用;O2濃度較高時(shí),該酶催化C5與O2結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2,稱為光呼吸。光呼吸在正常生長(zhǎng)條件下會(huì)損耗25%~30%的光合產(chǎn)物,在高溫干旱等逆境條件下?lián)p耗比例可高達(dá)50%。下圖表示相關(guān)過(guò)程,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)Rubisco酶分布在葉綠體內(nèi)的

中,它催化CO2與C5反應(yīng)生成C3的過(guò)程稱為

。C3轉(zhuǎn)化為(CH2O)和C5,需要光反應(yīng)提供的物質(zhì)有

。

(2)晴朗的夏季中午,水稻會(huì)出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象,此時(shí)光合作用速率明顯減弱,而CO2生成量明顯增加,其原因是