届高三生物小专题强化训练2.docx

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届高三生物小专题强化训练2

2019届高三生物小专题强化训练

（2）

（光合作用与呼吸作用）

1．图甲表示在不同温度条件下CO2浓度对某植物净光合速率的影响；图乙表示将该种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2的相对浓度的变化曲线。

请回答下列问题：

（1）据图甲可知，当CO2浓度分别为600μmol/L和1200μmol/L时，更有利于该植物生长的温度分别是_____。

当CO2浓度为200μmol/L时，28℃条件下该植物净光合速率明显低于20℃和15℃，原因可能是______________。

（2）CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3，据图乙分析，A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率______（填“增加”“降低”或“不变”），在此阶段暗反应消耗ATP的速率________，B→C保持稳定的内因是受到_______限制。

（3）研究发现，绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性，催化如图丙所示的两个方向的反应，反应的相对速率取决于O2和CO2的相对浓度。

叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与______________反应，形成的______________进入线粒体放出CO2，称之为光呼吸。

光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是___________。

答案　

（1）20℃、28℃　实际（总）光合速率都不高，而28℃时的呼吸速率很强　

（2）增加　增加　RuBP羧化酶数量（浓度）　（3）O2　C2（或二碳化合物）　高浓度CO2可减少光呼吸

解析　

（1）据图甲可知，当CO2浓度分别为600μmol/L和1200μmol/L时，更有利于该植物生长的温度分别是20℃、28℃。

当CO2浓度为200μmol/L时，各温度下实际（总）光合速率都不高，但与20℃和15℃相比，28℃时的呼吸速率最强，所以28℃条件下该植物净光合速率明显低于20℃和15℃。

（2）据图乙分析，A→B过程中，随细胞间隙CO2的相对浓度升高，CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3消耗的C5增多，导致叶肉细胞中C5的相对含量下降。

随着叶肉细胞中C3产生，用于还原C3消耗ATP的速率增加。

B→C阶段，由于RuBP羧化酶数量有限，CO2与C5结合生成C3的速率不再增加。

（3）据图丙可知，在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与O2反应，形成的C2进入线粒体，通过光呼吸放出CO2。

根据化学平衡原理可知，高浓度的CO2可抑制光呼吸；同时，在RuBP羧化酶催化下CO2可与C5反应生成C3酸，并通过一系列反应生成光合产物。

因而，CO2浓度倍增可以抑制光呼吸，减少光呼吸消耗光合产物，同时增加光合产物的生成，使光合产物的积累增加。

2．为了解红松光合特性，研究人员对某良种基地的红松进行光合指标日变化的相关测定，结果如图。

请回答下列问题：

（1）影响红松净光合速率日变化的主要环境因素有_______。

（2）在6时，红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有_________。

红松体内一昼夜中有机物积累最多的时间是______。

（3）结合图1、图2分析，11～13时段红松净光合速率发生变化的主要原因是________________，在此时间段，叶绿体中C5的含量变化趋势是________________。

（4）从图3可知，胞间CO2浓度在12～16时段基本没有变化，这是因为__。

17时后胞间CO2浓度迅速上升，主要原因是___。

（5）在某些农作物栽培过程中，中午时段也会出现与红松相似的现象。

为缓解此现象，可采取的措施有_________。

答案　

（1）光照强度、温度、CO2浓度等　

（2）线粒体和叶绿体　18时　（3）叶片气孔导度降低　增加　（4）从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等　呼吸速率大于光合速率（光照减弱，光合速率下降）（5）适当补充水分、适当遮荫、补充CO2等

解析　

（1）影响光合作用的因素是多方面的，有内因和外因两方面，内因有叶绿体中色素的含量、酶的活性等，外因即外界环境因素，主要有光照强度、温度、CO2浓度等。

（2）据图可知，在6时，红松的净光合速率为0，即光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。

据图可知，18时净光合速率为0,18时以后不积累有机物反而会消耗有机物，因此红松体内一昼夜中有机物积累最多的时间是18时。

（3）据图1和图2可知，气孔导度与净光合速率变化一致，据图2可知，11～13时段气孔导度降低，导致净光合速率降低。

在此时间段内气孔导度降低，导致CO2的供应减少，影响光合作用暗反应中CO2的固定。

CO2的固定过程受阻，但光反应仍正常进行，引起细胞中C3含量相对下降，C5含量相对增多。

（4）从图3可知，胞间CO2浓度在12～16时段基本没有变化，这是因为从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等，17时后胞间CO2浓度迅速上升，主要原因是呼吸速率大于光合速率（光照减弱，光合速率下降），导致释放到细胞外的CO2增多，进而导致胞间CO2浓度迅速上升。

（5）在某些农作物栽培过程中，中午时段也会出现与红松相似的现象，即中午温度过高，为了防止大量水分通过蒸腾作用散失，植物的气孔关闭，导致光合作用减弱。

为缓解此现象，可采取的措施有：

适当补充水分、适当遮荫、补充CO2等，这样会提高光合作用的强度。

3．晴朗夏季的中午，强光直射会直接影响作物的生长。

科研人员利用番茄探究人工遮荫对其不同生长发育阶段光合作用的影响。

不同生长发育阶段遮荫8天对番茄叶片胞间CO2浓度和气孔导度的影响如表所示，不同生长发育阶段遮荫8天对番茄叶片净光合速率的影响如图所示。

请回答下列问题：

发育

阶段

胞间CO2浓度（μL/L）

气孔导度[mmol/（m2·s）]

0

40%

遮荫

75%

遮荫

0

40%

遮荫

75%

遮荫

初花期

174

262

295

107

165

124

盛花期

169

241

264

85

135

102

末花期

123

211

252

70

159

90

（1）夏季中午，番茄易出现光合午休现象。

从光合作用生理过程来看，与________阶段的_______（填生理过程名称）有直接关系。

（2）据表可知，________遮荫条件下的气孔导度增加最显著，________遮荫条件下的胞间CO2浓度增加最显著。

据图分析可知，可显著提高番茄叶片净光合速率的措施有________________________。

（3）光反应产生的[H]进入类囊体，导致叶绿体基质pH上升，同时Mg2＋进入叶绿体基质，激活固定CO2的羧化酶。

据此分析，初花期75%遮荫条件下胞间CO2浓度最高的原因有__________、________。

答案　

（1）暗反应　CO2的固定　

（2）40%　75%　选择末花期、40%遮荫　（3）75%遮荫光反应较弱，产生的[H]和ATP较少　固定CO2的羧化酶活性降低

解析　

（1）晴朗夏季的中午，为防止蒸腾作用失水过多，番茄叶片表面部分气孔关闭，导致叶片CO2吸收量减少，影响暗反应阶段CO2的固定。

（2）据表可知，40%遮荫条件下的气孔导度增加最显著；75%遮荫条件下的胞间CO2浓度增加最显著。

据图分析可知，在遮荫8天的情况下，可显著提高番茄叶片净光合速率的措施有选择末花期、40%遮荫。

（3）根据题意，导致初花期75%遮荫条件下胞间CO2浓度最高的原因主要有两个：

一是75%遮荫条件下光反应较弱，产生的[H]和ATP较少；二是[H]和ATP较少，进入叶绿体基质的Mg2＋减少，固定CO2的羧化酶活性降低。

4．酸雨会导致土壤磷流失，使植物减产。

为研究土壤酸化及磷流失对核桃幼苗生长的影响，科研人员进行了如下实验：

取生长一致的核桃幼苗48株，将根系洗净，定植于装有洗净河沙的花盆中，定期加入培养液培养。

一段时间后均分为A、B、C、D四组，再定期加入相应培养液，培养一段时间后进行检测，得到如图结果，其中根系导水率代表根系离体条件下测定的导管运输水分的能力，气孔导度代表单位时间、单位面积叶片上通过气孔的气体量。

请回答下列问题：

（1）实验过程中需将根系和河沙都洗净，其目的是______________。

与分组后加入的培养液相比，分组前加入的培养液必须__、____。

（2）图1表明缺磷会降低核桃的光合速率，从结构上分析原因是缺磷影响____等结构的形成；从光合作用过程分析原因是缺磷影响_______等物质的合成。

（3）图2中D组核桃根系导水率与其他组出现差异的主要原因是___。

结合图2分析，图3中D组核桃气孔导度较低的主要原因是_____，进而导致光合作用暗反应中_______（过程）受阻，影响光合速率。

答案　

（1）排除土壤中磷及pH对实验结果的影响　营养全面　pH适宜　

（2）类囊体薄膜　ATP、[H]　（3）缺磷、酸性条件均能影响根系导管的结构和功能　根系运输水分的能力低，植物缺少水分，导致气孔关闭　CO2固定

解析　

（1）该实验的目的是研究土壤酸化及磷流失对核桃幼苗生长的影响，实验过程中需将根系和河沙都洗净，其目的是排除土壤中磷及pH对实验结果的影响。

分组前没有进行自变量控制，与分组后加入的培养液相比，分组前加入的培养液必须营养全面、pH适宜。

（2）光合作用的场所是叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质，缺磷会降低核桃的光合速率，从结构上分析原因是缺磷影响类囊体薄膜等结构的形成（类囊体薄膜的合成需要以磷脂分子为原料）；从光合作用过程分析原因是缺磷影响ATP、[H]等含磷物质的合成。

（3）D组处理是缺磷、酸性条件。

由B、C组实验结果可知，缺磷、酸性条件均能影响根系导水率，由此判断图2中D组核桃根系导水率与其他组出现差异的主要原因是缺磷、酸性条件均能影响根系导管的结构和功能。

由图2可知，缺磷、酸性条件均能影响根系导水率，根系运输水分的能力降低，植物缺少水分，导致气孔关闭。

气孔导度较低意味着叶片吸收的CO2较少，导致光合作用暗反应中CO2固定过程受阻，影响光合速率。

5．高温对我国部分地区葡萄生长造成了不利影响。

如图表示高温期间测定的葡萄叶片净光合作用与气孔导度（气孔导度越大，气孔开启程度越大）的日变化曲线。

请分析并回答下列问题：

（1）据图分析，9：

00至13：

00，随着叶际温度的升高，葡萄叶片光合作用速率下降的主要原因是___________________。

进一步研究还发现，高温导致葡萄叶肉细胞内放氧复合体中有关功能蛋白的稳定性下降，使位于____________（填结构名称）中的三碳化合物进一步生成糖类所需的________________不足。

（2）科研人员在葡萄实验田中，选择生长、发育状况相同的葡萄植株，均分成三组，在高温条件下，第2、3组分别在叶面再喷施15mmol/L的CaCl2溶液，2h后，给第3组葡萄叶面再喷施5mmol/L的EGTA（EGTA可与Ca2＋稳定结合），于次日测定获得实验数据如下表：

组别

处理

净光合速率[μmol/（m2·s）]

气孔导度[μmol/（m2·s）]

细胞间隙CO2浓度[μmol/（m2·s）]

叶际温度（℃）

1

对照

10.3

289.0

266.7

36.1

2

Ca2＋

11.5

350.5

254.5

36.2

3

Ca2＋＋EGTA

8.1

254.3

267.6

36.0

①对第1组葡萄植株的叶面应作的处理是________。

从气孔导度与细胞间隙CO2浓度变化角度分析，据表可知，葡萄叶面喷施CaCl2溶液处理后，其光合作用固定CO__2的速率将______，理由是___________。

②适度喷施Ca2＋可以________（填“增强”“减缓”或“不影响”）高温对葡萄叶片光合作用的抑制作用，而EGTA会对葡萄植株内的Ca2＋的作用起到________（填“促进”或“抑制”）效应。

答案　

（1）气孔导度下降，吸收的CO2减少　叶绿体基质　ATP和[H]　

（2）①叶面喷施等量的蒸馏水　增加　气孔导度增大，细胞间隙CO2浓度下降（或净光合作用速率增加）　②减缓　抑制

解析　

（1）由图可知，9：

00至13：

00，随着叶际温度的升高，气孔导度下降，叶肉细胞吸收的CO2减少，这是导致葡萄叶片光合作用速率下降的主要原因。

三碳化合物生成糖类的反应属于C3的还原，这一过程需要光反应提供ATP和[H]，进行的场所为叶绿体基质。

（2）①由题意可知，第1组葡萄植株是对照组，应对其叶面喷施等量的蒸馏水。

比较第1组和第2组葡萄植株可知，葡萄叶面喷施CaCl2溶液处理后，气孔导度增大而细胞间隙CO2浓度下降，说明其光合作用固定CO2的速率增加，净光合作用速率增加。

②比较第1组和第2组葡萄植株可知，适度喷施Ca2＋可以增大气孔导度，有利于葡萄植株吸收CO2用于光合作用，减缓高温对葡萄叶片光合作用的抑制作用。

比较第2组和第3组葡萄植株可知，EGTA与Ca2＋稳定结合，会抑制葡萄植株内的Ca2＋的作用。

6．为了探究光质对叶用莴苣光合作用的影响，科学家设计了4组不同光质分别处理长势相同的莴苣幼苗，第40天测定相关指标，结果如下。

组别

A

B

C

D

光质

白光

白光＋红光

白光＋蓝光

白光＋红光＋蓝光

叶绿素含量/mg·g－1

叶绿素a

0.52

0.54

0.42

0.63

叶绿素b

0.12

0.12

0.09

0.14

净光合速率

/μmolCO2·m－2·s－1

4.9

5.3

5.6

3.2

气孔导度

/mmolH2O·m－2·s－1

234

214

240

184

据表回答下列问题：

（1）在本实验过程中，A组的作用是________________，同时补充红光和蓝光会____________（填“促进”或“抑制”）莴苣生长。

实验中选用红、蓝两种光源作为补充光源的依据是____________________。

（2）若用上述4组实验培养的莴苣叶分别进行色素的提取与分离，则滤纸条自上而下第三条色素带呈_____色，该色素带颜色最深的是___组。

（3）4组实验中D组净光合速率最低，最可能的原因是____与C组相比，D组叶肉细胞中的含C3含量_____（填“较高”“相等”或“较低”）。

（4）大棚种植莴苣时，人工增加一定强度电场或提高CO2浓度都会提高净光合速率，若同时增加电场强度和提高CO2浓度对莴苣产量有何影响？

请简要写出探究思路：

___________________。

答案　

（1）对照　抑制　绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光　

（2）蓝绿　D　（3）气孔导度小，CO2供应不足　较低　（4）选用4个大棚，其中3个分别施加一定强度电场、高浓度CO2、一定强度电场和高浓度CO2，第4个不做处理，其他条件均相同，若干天后分别多次测量莴苣干重并计算平均值，比较干重平均值的变化，得出实验结论

解析　

（1）A组是空白对照。

同时补充红光和蓝光的净光合速率比白光低，所以同时补充红光和蓝光会抑制莴苣生长。

绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红、蓝两种光源作为补充光源。

（2）滤纸条自上而下第三条色素带是叶绿素a，呈蓝绿色。

D组叶绿素a含量最高，颜色最深。

（3）据表可知，D组净光合速率最低最可能的原因是气孔导度小，CO2供应不足。

由于气孔导度小，CO2进入减少，C3含量较低。

（4）探究思路是：

选用4个大棚，其中3个分别施加一定强度电场、高浓度CO2、一定强度电场和高浓度CO2，第4个不做处理，其他条件均相同，若干天后分别多次测量莴苣干重并计算平均值，比较干重平均值的变化得出实验结论。

7．为了探究外源生长素对杨树抗旱性的影响，研究人员利用盆栽欧美杨幼苗进行相关实验，结果如图1所示。

请分析回答问题：

（1）光合作用过程中，消耗水的场所是__________________。

实验结果显示：

正常浇水条件下（土壤含水量为50%），外源生长素处理对欧美杨幼苗的光合速率影响________。

干旱条件下，两组欧美杨的光合速率均下降，但外源生长素处理能________________________。

（2）为探究外源生长素影响欧美杨幼苗光合速率的机理，科研人员测定了不同状况下的叶绿素相对含量，结果如图2所示。

据此分析，外源生长素通过_________，从而促进光合作用的________阶段。

（3）研究人员进一步测得干旱条件下，施加外源生长素会使欧美杨叶片气孔密度下降10%左右。

说明外源生长素能________气孔的发育，减少了水分散失，从而提高欧美杨的耐旱性。

（4）科研人员对（3）的分子机制提出的假设是外源生长素通过调控与气孔发育有关基因的表达进而调控气孔的发育。

目前，研究人员已找到了与之有关的7个基因。

现提取干旱条件下欧美杨叶片的总RNA，根据上述7个基因设计特定的引物，反转录获得________并测定其含量，计算得出7个基因的相对转录丰度（与无激素组相比，同一基因在IAA组的转录水平的高低）如图3所示。

若结果支持假设，则表明基因________（填数字序号）的表达产物可促进气孔的发育。

答案　

（1）叶绿体类囊体薄膜　不明显　减缓光合速率的下降　

（2）提高叶绿素含量　光反应　（3）抑制温表（4）cDNA　4、6

解析　

（1）光合作用中消耗水的过程是光反应阶段，发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。

根据题图可知，在土壤含水量为50%的条件下，外源生长素处理对欧美杨光合作用的影响不明显。

干旱条件下（土壤含水量为20%），两组欧美杨的光合速率均下降，但生长素处理组下降幅度相对较小，说明生长素处理能减缓光合速率的下降。

（2）分析题图可知，与对照组相比，生长素处理能提高叶绿素含量，可推测外源生长素可促进光合作用的光反应阶段。

（3）气孔密度下降可减少叶片蒸腾失水，外源生长素能使欧美杨叶片气孔密度下降，说明外源生长素能抑制叶片气孔发育，减少水分散失，从而提高欧美杨的耐旱能力。

（4）以RNA为模板通过反转录获得的产物是cDNA。

由图可知，外源生长素可使基因4、6的转录水平下降，说明基因4、6的表达产物可以促进气孔的发育。