2025版高考生物二轮复习课件 限时练6 环境胁迫对光合作用的影响及细胞代谢与生产实践

环境胁迫对光合作用的影响及细胞代谢与生产实践限时练6

(时间：40分钟

分值：50分)1.(2024·九省联考甘肃卷，17)我国西北地区干旱少雨，生长于此的植物形成了适应干旱环境的对策，为探究植物适应干旱的机理，某科研小组分别对植物甲、乙进行干旱处理，对照组正常浇水，测定两种植物叶片的光合生理指标，结果如下表所示。回答下列问题。

净光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)气孔导度/(molH2O·m－2·s－1)叶绿素含量/(mg·g－1)处理植物甲植物乙植物甲植物乙植物甲植物乙正常浇水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：气孔导度是度量植物气孔开度的指标，气孔导度越大，气孔开度越大。ATPNADPH叶绿素含量下降、气孔导度下降叶绿素含量下降能减少水分散失解析

(1)光反应阶段可进行水的光解和NADPH、ATP的合成，因此植物光合作用中光反应阶段的终产物有氧气、ATP和NADPH。(2)根据表格数据可知，随着干旱天数的增加，植物乙叶绿素的含量降低，吸收光能减少，光反应减弱，同时气孔导度也下降，使外界环境进入细胞的CO2减少，暗反应减弱，因此植物乙净光合速率下降。随着干旱天数的增加，植物甲叶绿素的含量明显降低，吸收光能减少，光反应减弱，但气孔导度下降不明显，因此植物甲净光合速率下降的主要原因是叶绿素含量降低。2.(2024·江西临川一中调研)镉是农业生态环境中广泛存在的重金属污染物，农作物吸收积累的镉会对农作物的生长发育、产量和品质等产生影响。研究小组探究在石灰性土壤中施用硅和硒对镉胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响。实验结果如表所示。处理对照组镉组镉＋硅组镉＋硒组镉＋硅＋硒组叶绿素含量/(mg·kg－1)2.621.872.232.142.97净光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)18.113.215.514.516.2蒸腾速率/(mmol·m－2·s－1)12.59.212.612.413.5胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)220380320290295气孔导度/(mmol·m－2·s－1)0.380.150.210.220.31(1)本实验选择长势一致的黄瓜幼苗进行移栽，这是控制变量中的____________。本实验测量净光合速率的指标是________________________________。当黄瓜幼苗植株净光合速率为0时，黄瓜叶肉细胞中CO2的来源是___________________________________________________________________。(2)在提取绿叶色素时需加入适量的CaCO3，加入CaCO3的目的是____________________________________________；黄瓜叶绿体中含有多种光合色素，常用________法分离。无关变量(单位时间单位叶面积)CO2吸收量叶肉细胞和植株其他细胞的呼吸作用防止研磨过程中色素被破坏纸层析(3)通过实验结果可知，镉处理组的胞间CO2浓度明显高于其他组，分析其原因可能是__________________________________________________________；镉处理组的黄瓜净光合速率和蒸腾速率均下降，其主要原因分别是______________________________________。(4)通过实验数据结果可知，施用硅和硒对镉胁迫下黄瓜幼苗植株叶片光合速率的影响为___________________________________________________________________________________________________________________________。镉胁迫下光合速率低，消耗的CO2少，胞间未利用的CO2多叶绿素含量降低、气孔导度下降

硅和硒的施用均可减轻镉对黄瓜叶片光合速率的影响，且两者同时施用的作用效果更明显，但仍不能彻底消除镉的毒害作用(合理即可)解析

(1)本实验选择长势一致的黄瓜幼苗进行移栽，这是控制变量中的无关变量，使无关变量保持相同或等量(依据：实验设计的等量原则)。表格中净光合速率的单位是μmolCO2·m－2·s－1，因此可以知道其测量指标为单位时间单位叶面积CO2吸收量。当黄瓜幼苗植株净光合速率为0时，植株的光合速率等于呼吸速率，黄瓜叶肉细胞的光合速率大于细胞呼吸速率，因此CO2的来源是叶肉细胞和其他细胞的呼吸作用。(2)在提取黄瓜绿叶色素时需加入适量的CaCO3，目的是防止研磨过程中色素被破坏；黄瓜叶绿体中含有多种光合色素，常用纸层析法分离色素。(3)通过实验结果可知，镉处理组的胞间CO2浓度明显高于其他各组，分析其原因可能是镉胁迫下光合速率低，消耗的CO2少，胞间未利用的CO2多；镉处理组的黄瓜净光合速率下降的主要原因是叶绿素含量降低，蒸腾速率下降的主要原因是气孔导度下降。(4)通过实验数据结果可知，硅和硒的施用均可减轻镉对黄瓜叶片光合速率的影响，且两者同时施用的作用效果更明显，但仍不能彻底消除镉的毒害作用。3.(2024·甘肃卷，17)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m－2·s－1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是________，加入少许碳酸钙可以______________________。(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是___________________________________________________________________。无水乙醇防止研磨中色素被破坏适宜的光照强度有利于叶绿素合成(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______________________________________________________________________________________________________________________________________。正常光照下纯合突变体中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合突变体种子为白色；②________________________________________________________________。在正常光和弱光下，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量都极低(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是________，若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在________条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。脱落酸弱光②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的________。③预期结果：_______________________________________________________。气孔开度B组气孔开度明显小于A组，C、D两组气孔开度基本相同解析

(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取，加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。(2)叶绿素的形成需要光照，适宜的光照强度有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿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)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。(4)由图可知：在正常光和弱光下，与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量都极低(几乎为零)，说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。(5)由题干信息白色种子未完全成熟即可在母体上萌发可知，纯合突变体中可能存在某种植物激素X(脱落酸)的合成缺陷。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X(脱落酸)的含量，而影响气孔的开闭，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，实验设计如下：①取野生型和纯合突变体种子，萌发后在弱光条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔开度。③预期结果：B组气孔开度明显小于A组，C、D两组气孔开度基本相同。4.(2024·广东惠州调研)研究发现，某种突变体水稻(TB)比正常水稻(ZC)更耐高温与干旱。研究人员在高温干旱地区晴朗的某天上午测得突变体水稻和正常水稻的叶片卷曲度变化如图所示，测得两种水稻叶片在11：00时各项生理指标如表。回答下列相关问题。(1)水稻叶片发生自然卷曲是对其________生活环境的适应。与正常水稻(ZC)叶片相比，8：30时突变体水稻(TB)叶片卷曲度较小，突变体水稻叶片________过程产生的ATP、NADPH较正常水稻叶片的________(填“少”或“多”)。(2)果胶是____________的重要组成成分，突变体水稻(TB)叶片果胶含量比正常水稻(ZC)叶片的果胶含量大，推测果胶的主要作用是____________________________________________。高温干旱光反应多植物细胞壁增加细胞壁厚度，减少水分的散失(合理即可)(3)根据表中信息分析，细胞含水量的升高能够促进光合作用的原因是______________________________________________________________(答出2点)。(4)研究人员在实验过程中发现另一株突变型水稻(TD)，该水稻叶片的叶绿素含量约为TB的一半，但固定CO2的酶活性显著高于TB，研究人员测得11：30时，TD的光合作用强度显著高于TB，请解释其原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

水可参与光合作用、有利于光合产物的运输TD固定CO2的酶活性显著高于TB，使得TD的CO2固定速率大于TB，因此TD的光合作用强度显著高于TB解析

(1)生物的结构与功能相适应，水稻叶片发生自然卷曲是其对高温干旱的生活环境的适应。与正常水稻(ZC)叶片相比，8：30时突变体水稻(TB)叶片卷曲度较小，其光反应速率较正常水稻的大，ATP、NADPH的合成较多。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，叶片的果胶含量增加，使细胞壁的厚度增加，减少水分的散失。(3)细胞中自由水可参与光合作用，也有利于光合产物的运输，因此细胞含水量的升高能够促进光合作用。(4)题干信息显示，TD固定CO2的酶活性显著高于TB，使得TD的CO2固定速率大于TB，因此TD的光合作用强度显著高于TB。5.(2024·重庆一中质检)为研究干旱胁迫对植物光合作用的影响，研究人员以草决明为实验材料，进行盆栽控水实验。正常灌水为田间最大持水量的75%～85%，轻度干旱和重度干旱分别为田间最大持水量的55%～65%、35%～45%，每个处理重复3次。处理15天后，每株选取受光相同、叶龄和叶位相对一致的3个成熟型功能叶片作为被测对象，测量结果如图。(1)上述实验中，自变量是______________，实验操作中每个处理重复3次，目的是______________________________________________。在色素的提取和分离实验中，为充分提取叶绿体色素并防止其被破坏，通常采用的措施是_______________________________________________。干旱胁迫程度减小实验误差，增加实验结果的可靠性添加二氧化硅和少量的碳酸钙(2)从实验结果分析，干旱处理会使草决明的净光合作用________，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。下降