2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 限時(shí)練6 環(huán)境脅迫對(duì)光合作用的影響及細(xì)胞代謝與生產(chǎn)實(shí)踐

環(huán)境脅迫對(duì)光合作用的影響及細(xì)胞代謝與生產(chǎn)實(shí)踐限時(shí)練6

(時(shí)間：40分鐘

分值：50分)1.(2024·九省聯(lián)考甘肅卷，17)我國(guó)西北地區(qū)干旱少雨，生長(zhǎng)于此的植物形成了適應(yīng)干旱環(huán)境的對(duì)策，為探究植物適應(yīng)干旱的機(jī)理，某科研小組分別對(duì)植物甲、乙進(jìn)行干旱處理，對(duì)照組正常澆水，測(cè)定兩種植物葉片的光合生理指標(biāo)，結(jié)果如下表所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。

凈光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)氣孔導(dǎo)度/(molH2O·m－2·s－1)葉綠素含量/(mg·g－1)處理植物甲植物乙植物甲植物乙植物甲植物乙正常澆水19.349.360.450.425.563.25干旱5天10.267.380.420.292.363.08干旱10天3.236.250.380.111.222.91注：氣孔導(dǎo)度是度量植物氣孔開(kāi)度的指標(biāo)，氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開(kāi)度越大。ATPNADPH葉綠素含量下降、氣孔導(dǎo)度下降葉綠素含量下降能減少水分散失解析

(1)光反應(yīng)階段可進(jìn)行水的光解和NADPH、ATP的合成，因此植物光合作用中光反應(yīng)階段的終產(chǎn)物有氧氣、ATP和NADPH。(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，隨著干旱天數(shù)的增加，植物乙葉綠素的含量降低，吸收光能減少，光反應(yīng)減弱，同時(shí)氣孔導(dǎo)度也下降，使外界環(huán)境進(jìn)入細(xì)胞的CO2減少，暗反應(yīng)減弱，因此植物乙凈光合速率下降。隨著干旱天數(shù)的增加，植物甲葉綠素的含量明顯降低，吸收光能減少，光反應(yīng)減弱，但氣孔導(dǎo)度下降不明顯，因此植物甲凈光合速率下降的主要原因是葉綠素含量降低。2.(2024·江西臨川一中調(diào)研)鎘是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中廣泛存在的重金屬污染物，農(nóng)作物吸收積累的鎘會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)等產(chǎn)生影響。研究小組探究在石灰性土壤中施用硅和硒對(duì)鎘脅迫下黃瓜幼苗光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。處理對(duì)照組鎘組鎘＋硅組鎘＋硒組鎘＋硅＋硒組葉綠素含量/(mg·kg－1)2.621.872.232.142.97凈光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)18.113.215.514.516.2蒸騰速率/(mmol·m－2·s－1)12.59.212.612.413.5胞間CO2濃度/(μmol·mol－1)220380320290295氣孔導(dǎo)度/(mmol·m－2·s－1)0.380.150.210.220.31(1)本實(shí)驗(yàn)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的黃瓜幼苗進(jìn)行移栽，這是控制變量中的____________。本實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)艄夂纤俾实闹笜?biāo)是________________________________。當(dāng)黃瓜幼苗植株凈光合速率為0時(shí)，黃瓜葉肉細(xì)胞中CO2的來(lái)源是___________________________________________________________________。(2)在提取綠葉色素時(shí)需加入適量的CaCO3，加入CaCO3的目的是____________________________________________；黃瓜葉綠體中含有多種光合色素，常用________法分離。無(wú)關(guān)變量(單位時(shí)間單位葉面積)CO2吸收量葉肉細(xì)胞和植株其他細(xì)胞的呼吸作用防止研磨過(guò)程中色素被破壞紙層析(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，鎘處理組的胞間CO2濃度明顯高于其他組，分析其原因可能是__________________________________________________________；鎘處理組的黃瓜凈光合速率和蒸騰速率均下降，其主要原因分別是______________________________________。(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，施用硅和硒對(duì)鎘脅迫下黃瓜幼苗植株葉片光合速率的影響為_(kāi)__________________________________________________________________________________________________________________________。鎘脅迫下光合速率低，消耗的CO2少，胞間未利用的CO2多葉綠素含量降低、氣孔導(dǎo)度下降

硅和硒的施用均可減輕鎘對(duì)黃瓜葉片光合速率的影響，且兩者同時(shí)施用的作用效果更明顯，但仍不能徹底消除鎘的毒害作用(合理即可)解析

(1)本實(shí)驗(yàn)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的黃瓜幼苗進(jìn)行移栽，這是控制變量中的無(wú)關(guān)變量，使無(wú)關(guān)變量保持相同或等量(依據(jù)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的等量原則)。表格中凈光合速率的單位是μmolCO2·m－2·s－1，因此可以知道其測(cè)量指標(biāo)為單位時(shí)間單位葉面積CO2吸收量。當(dāng)黃瓜幼苗植株凈光合速率為0時(shí)，植株的光合速率等于呼吸速率，黃瓜葉肉細(xì)胞的光合速率大于細(xì)胞呼吸速率，因此CO2的來(lái)源是葉肉細(xì)胞和其他細(xì)胞的呼吸作用。(2)在提取黃瓜綠葉色素時(shí)需加入適量的CaCO3，目的是防止研磨過(guò)程中色素被破壞；黃瓜葉綠體中含有多種光合色素，常用紙層析法分離色素。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，鎘處理組的胞間CO2濃度明顯高于其他各組，分析其原因可能是鎘脅迫下光合速率低，消耗的CO2少，胞間未利用的CO2多；鎘處理組的黃瓜凈光合速率下降的主要原因是葉綠素含量降低，蒸騰速率下降的主要原因是氣孔導(dǎo)度下降。(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，硅和硒的施用均可減輕鎘對(duì)黃瓜葉片光合速率的影響，且兩者同時(shí)施用的作用效果更明顯，但仍不能徹底消除鎘的毒害作用。3.(2024·甘肅卷，17)類胡蘿卜素不僅參與光合作用，還是一些植物激素的合成前體。研究者發(fā)現(xiàn)了某作物的一種胎萌突變體，其種子大部分為黃色，少部分呈白色，白色種子未完全成熟即可在母體上萌發(fā)。經(jīng)鑒定，白色種子為某基因的純合突變體。在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失。將野生型和純合突變體種子在黑暗中萌發(fā)后轉(zhuǎn)移到正常光和弱光(1μmol·m－2·s－1)下培養(yǎng)一周，提取并測(cè)定葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量，結(jié)果如圖所示。回答下列問(wèn)題。(1)提取葉片中葉綠素和類胡蘿卜素常使用的溶劑是________，加入少許碳酸鈣可以______________________。(2)野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高，其原因是___________________________________________________________________。無(wú)水乙醇防止研磨中色素被破壞適宜的光照強(qiáng)度有利于葉綠素合成(3)正常光照條件下種植純合突變體將無(wú)法獲得種子，因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________________________________________________________________。正常光照下純合突變體中的葉綠素和類胡蘿卜素的相對(duì)含量都極低，光合作用極弱，無(wú)法滿足植株生長(zhǎng)對(duì)有機(jī)物的需求(4)現(xiàn)已知此突變體與類胡蘿卜素合成有關(guān)，本研究中支持此結(jié)論的證據(jù)有：①純合突變體種子為白色；②________________________________________________________________。在正常光和弱光下，純合突變體葉片中類胡蘿卜素含量都極低(5)純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷，X最可能是________，若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗(yàn)上述假設(shè)，請(qǐng)完成下面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：①植物培養(yǎng)和處理：取野生型和純合突變體種子，萌發(fā)后在________條件下培養(yǎng)一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株均分為C、D兩組，A、C組為對(duì)照，B、D組干旱處理4小時(shí)。脫落酸弱光②測(cè)量指標(biāo)：每組取3～5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測(cè)量并記錄各組的________。③預(yù)期結(jié)果：_______________________________________________________。氣孔開(kāi)度B組氣孔開(kāi)度明顯小于A組，C、D兩組氣孔開(kāi)度基本相同解析

(1)葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素都能溶解在有機(jī)溶劑中，所以常使用無(wú)水乙醇提取，加入少許碳酸鈣可以防止研磨中色素被破壞。(2)葉綠素的形成需要光照，適宜的光照強(qiáng)度有利于葉綠素的形成，所以野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高。(3)在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失，葉綠素和類胡蘿卜素的相對(duì)含量都極低，分別為0.3和0.1，說(shuō)明純合突變體的光合作用極弱，無(wú)法滿足植株生長(zhǎng)對(duì)有機(jī)物的需求，使得植株難以生長(zhǎng)，因此正常光照條件下種植純合突變體將無(wú)法獲得種子。(4)由圖可知：在正常光和弱光下，與野生型相比，純合突變體葉片中類胡蘿卜素含量都極低(幾乎為零)，說(shuō)明此突變體與類胡蘿卜素合成有關(guān)。(5)由題干信息白色種子未完全成熟即可在母體上萌發(fā)可知，純合突變體中可能存在某種植物激素X(脫落酸)的合成缺陷。若以上推斷合理，則干旱處理能夠提高野生型中激素X(脫落酸)的含量，而影響氣孔的開(kāi)閉，但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗(yàn)上述假設(shè)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：①取野生型和純合突變體種子，萌發(fā)后在弱光條件下培養(yǎng)一周，然后將野生型植株均分為A、B兩組，將突變體植株分為C、D兩組，A、C組為對(duì)照，B、D組干旱處理4小時(shí)。②每組取3～5株植物的葉片，在顯微鏡下觀察、測(cè)量并記錄各組的氣孔開(kāi)度。③預(yù)期結(jié)果：B組氣孔開(kāi)度明顯小于A組，C、D兩組氣孔開(kāi)度基本相同。4.(2024·廣東惠州調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)，某種突變體水稻(TB)比正常水稻(ZC)更耐高溫與干旱。研究人員在高溫干旱地區(qū)晴朗的某天上午測(cè)得突變體水稻和正常水稻的葉片卷曲度變化如圖所示，測(cè)得兩種水稻葉片在11：00時(shí)各項(xiàng)生理指標(biāo)如表?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問(wèn)題。(1)水稻葉片發(fā)生自然卷曲是對(duì)其________生活環(huán)境的適應(yīng)。與正常水稻(ZC)葉片相比，8：30時(shí)突變體水稻(TB)葉片卷曲度較小，突變體水稻葉片________過(guò)程產(chǎn)生的ATP、NADPH較正常水稻葉片的________(填“少”或“多”)。(2)果膠是____________的重要組成成分，突變體水稻(TB)葉片果膠含量比正常水稻(ZC)葉片的果膠含量大，推測(cè)果膠的主要作用是____________________________________________。高溫干旱光反應(yīng)多植物細(xì)胞壁增加細(xì)胞壁厚度，減少水分的散失(合理即可)(3)根據(jù)表中信息分析，細(xì)胞含水量的升高能夠促進(jìn)光合作用的原因是______________________________________________________________(答出2點(diǎn))。(4)研究人員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)另一株突變型水稻(TD)，該水稻葉片的葉綠素含量約為TB的一半，但固定CO2的酶活性顯著高于TB，研究人員測(cè)得11：30時(shí)，TD的光合作用強(qiáng)度顯著高于TB，請(qǐng)解釋其原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

水可參與光合作用、有利于光合產(chǎn)物的運(yùn)輸TD固定CO2的酶活性顯著高于TB，使得TD的CO2固定速率大于TB，因此TD的光合作用強(qiáng)度顯著高于TB解析

(1)生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，水稻葉片發(fā)生自然卷曲是其對(duì)高溫干旱的生活環(huán)境的適應(yīng)。與正常水稻(ZC)葉片相比，8：30時(shí)突變體水稻(TB)葉片卷曲度較小，其光反應(yīng)速率較正常水稻的大，ATP、NADPH的合成較多。(2)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，葉片的果膠含量增加，使細(xì)胞壁的厚度增加，減少水分的散失。(3)細(xì)胞中自由水可參與光合作用，也有利于光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，因此細(xì)胞含水量的升高能夠促進(jìn)光合作用。(4)題干信息顯示，TD固定CO2的酶活性顯著高于TB，使得TD的CO2固定速率大于TB，因此TD的光合作用強(qiáng)度顯著高于TB。5.(2024·重慶一中質(zhì)檢)為研究干旱脅迫對(duì)植物光合作用的影響，研究人員以草決明為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行盆栽控水實(shí)驗(yàn)。正常灌水為田間最大持水量的75%～85%，輕度干旱和重度干旱分別為田間最大持水量的55%～65%、35%～45%，每個(gè)處理重復(fù)3次。處理15天后，每株選取受光相同、葉齡和葉位相對(duì)一致的3個(gè)成熟型功能葉片作為被測(cè)對(duì)象，測(cè)量結(jié)果如圖。(1)上述實(shí)驗(yàn)中，自變量是______________，實(shí)驗(yàn)操作中每個(gè)處理重復(fù)3次，目的是______________________________________________。在色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，為充分提取葉綠體色素并防止其被破壞，通常采用的措施是_______________________________________________。干旱脅迫程度減小實(shí)驗(yàn)誤差，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性添加二氧化硅和少量的碳酸鈣(2)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，干旱處理會(huì)使草決明的凈光合作用________，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。下降