新高考高中生物精品专题讲练突破光合作用和细胞呼吸 专题突破方法.docx
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新高考高中生物精品专题讲练突破光合作用和细胞呼吸专题突破方法
（2019·全国Ⅰ，29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。
回答下列问题：
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的原因是________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（3）有研究表明：
干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。
请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。
要求简要写出实验思路和预期结果。
答案
（1）增强
（2）降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 （3）取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。
预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述经干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析
（1）经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，细胞液和外界溶液的浓度差增大，植物的吸水能力增强。
（2）干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合速率降低。
（3）本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。
光合作用相关实验大多结合光合作用的原料、产物、场所和条件展开。
解答此类题目时，要重点注意变量的控制。
（1）需要根据实验目的确定实验自变量
如“验证光合作用需要CO2”的实验中，自变量为CO2的有无，因此，需设置一组有CO2，另一组无CO2。
（2）依据不同的实验材料和方法确定因变量（观察对象）
如：
①水生植物可以用气泡的产生量或产生速率为观察对象；
②离体叶片若事先沉入水底，可以用单位时间内上浮的叶片数目为观察对象；
③植物体上的叶片，可以用指示剂（如碘液）处理后叶片颜色的变化为观察对象；
④水绵作为实验材料时要借助显微镜，以好氧细菌的分布情况为观察对象。
（3）严格控制无关变量：
除了自变量不同外，无关变量要保持相同且适宜。
1．（2019·湖南岳阳质检）在测定金鱼藻光合作用的实验中，密闭装置中有一定浓度的碳酸氢钠溶液，保持温度恒定且适宜，通过改变冷光源与装置间的距离来改变光照强度，实验距离都在有效光照距离内。
不同距离下的9个相同装置5分钟内产生的气泡数（光合强度用气泡数表示）的结果见下表。
请回答下列问题：
装置组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
与光源距离/cm
10
15
20
25
30
35
40
45
50
气泡数（个/min）
40
39
30
22
15
5
3
0
0
（1）据表格信息分析影响光合作用强度的因素是__________________；在距离不变的情况下，若要增加第3组气泡产生的数量，可在实验前对该装置采取的措施是_____________________
_______________________________________________________________________________。
（2）若第8组和第9组的呼吸作用强度相同，则这两组光合强度_____（填“相同”或“不同”）。
（3）若曲线图所示结果均为距离光源15cm测得，试分析表格中9个组的碳酸氢钠溶液浓度最可能是________。
A．15mg/LB．18mg/L
C．20mg/LD．25mg/L
答案
（1）光照强度 适当增加碳酸氢钠溶液浓度（或增加金鱼藻的数量）
（2）不同 （3）B
解析 表格中的自变量是装置与光源的距离，即不同的光照强度，因变量是5分钟产生的气泡数。
曲线图中，小于20mg/L时，随着碳酸氢钠溶液浓度的升高，气泡会增多；碳酸氢钠溶液浓度在20～25mg/L时，气泡数不随二氧化碳的增大而增多；碳酸氢钠溶液浓度超过25mg/L，细胞可能会发生渗透失水而影响正常的代谢活动。
（1）表格中的自变量是与光源的距离，代表的是不同的光照强度。
在距离不变即光照强度不变的情况下，可以通过适当增加碳酸氢钠溶液浓度（或增加金鱼藻的数量）来增加第3组气泡产生的数量。
（2）第8组和第9组都气泡数为0，即不再释放氧气，故此时光合速率≤呼吸速率，因为两组的光照强度不同，故光合速率不同，第9组光照更弱，光合速率更低。
（3）若曲线图所示结果均为距离光源15cm测得，对应表格中距离为15cm时，5分钟内气泡数为39个，则每分钟的气泡数为7.8个，对应曲线图中的碳酸氢钠溶液浓度在15～20mg/L之间，故表格中9个组的碳酸氢钠溶液浓度最可能是18mg/L。
2．（2019·辽宁辽阳模拟）水杨酸（SA）是一种植物内源信号物质，能提高植物的抗热性。
为研究外施SA对黄瓜幼苗抗高温胁迫能力的生理效应，某科研小组选取生长状况一致的黄瓜自根苗和嫁接苗若干，各自均分为5组，其中对照组（CK）放在温室中常规培养，实验组分别用浓度为0、0.05、0.10、0.50mmol·L－1的SA处理96h后，高温处理48h，再置于温室中恢复48h，最终测定各组黄瓜幼苗的光能转化效率，结果如图所示。
请回答下列问题：
（1）对照组和实验组培养时的环境条件除温度不同以外，其他条件应____________________。
（2）高温胁迫能显著降低黄瓜幼苗的光能转化效率，影响光合作用的光反应阶段，推测其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在实验室中可将黄瓜幼苗的色素提取后用____________（填试剂名称）分离来验证该假设。
（3）由图可知，黄瓜嫁接苗的耐高温能力__________（填“强于”或“弱于”）自根苗，图中几组浓度的SA均能________________________________。
答案
（1）相同且适宜
（2）高温破坏了黄瓜幼苗中叶绿素（光合色素）的结构 层析液 （3）强于 减轻高温对黄瓜幼苗的伤害，提高其光能转化效率
解析
（1）据题意可知，本实验的自变量为黄瓜的自根苗和嫁接苗、是否经过高温处理、SA的浓度，因变量为各组黄瓜幼苗的光能转化效率，其他对实验结果有影响的因素均为无关变量。
为了避免无关变量的干扰，对照组和实验组培养时的环境条件除温度不同以外，其他条件（无关变量）应相同且适宜。
（2）光合作用的光反应阶段，其过程为：
叶绿体中的色素分子吸收的光能，一部分将水在光下分解为[H]和O2，一部分在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。
据此可推测：
高温胁迫能影响光合作用的光反应阶段，进而显著降低黄瓜幼苗的光能转化效率，其可能的原因是高温破坏了黄瓜幼苗中叶绿素（光合色素）的结构。
为了验证该假设，在实验室中可将黄瓜幼苗的色素提取后用层析液进行分离。
（3）曲线图显示：
在SA的浓度相同的条件下，嫁接苗的光能转化效率高于自根苗，说明黄瓜嫁接苗的耐高温能力强于自根苗。
与CK组相比，用0、0.05、0.10、0.50mmol·L－1的SA处理的实验组，其黄瓜幼苗的光能转化效率均明显降低，但用SA的浓度为0mmol·L－1处理的实验组，其黄瓜幼苗的光能转化效率降低的幅度最大，说明高温对黄瓜幼苗有伤害作用，但图中几组浓度的SA均能减轻高温对黄瓜幼苗的伤害，提高其光能转化效率。
3．（2019·陕西榆林二模）下图1表示光合作用的两个阶段；图2表示研究人员探究不同CO2浓度和降水量对华北地区玉米净光合速率影响的实验结果，其中设计的三组实验的实验数据分别为：
①C390＋W0组：
390μmol/mol的大气CO2和自然降水量；
②C550＋W0组：
550μmol/mol的大气CO2和自然降水量；
③C390＋W15组：
390μmol/mol的大气CO2和降水量增加15%。
其中C390为标准的大气CO2浓度，P点位于C390＋W0组曲线上，且此时的光照强度为600lx。
（1）图1中，阶段1发生在______（结构），该结构上的色素具有的主要功能是________________。
若突然停止光照，图1中X的含量__________（填“升高”“不变”或“降低”）。
（2）图2的实验设计中，C390＋W0组起__________作用；P点时，仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的提升作用效果_____________。
（3）C390＋W15组实验的结果说明，适当增加降水量可提高玉米的净光合速率，可能的原因是______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（4）上述实验__________（填“能”或“不能”）证明大气CO2浓度升高至550μmol/mol和降水量增加15%这两种因素的共同作用将更大程度地提高玉米的净光合速率。
若能，请说明理由；若不能，请写出实验组设计方法，______________________________________。
答案
（1）叶绿体的类囊体薄膜 吸收、传递和转化光能 升高
（2）对照 明显 （3）适当增加降水量可提高气孔的开放度，增加玉米对CO2的摄入量，从而促进光合作用 （4）不能 增设“C550＋W15”的实验组
解析
（1）图1中阶段1表示光反应阶段，反应场所是叶绿体的类囊体薄膜，其上的叶绿素a具有吸收、传递和转化光能的作用，物质X表示三碳化合物，若突然停止光照，光反应立即停止，ATP和[H]不再生成，三碳化合物会由于[H]和ATP的减少而还原受阻，而短时间内二氧化碳固定生成三碳化合物的速率不变，所以三碳化合物的含量增加。
（2）C390＋W0组的处理条件为：
390μmol/mol的大气CO2（标准的大气CO2浓度）和自然降水量，所以该组为对照组。
由图可知，不同处理条件下P点时净光合速率：
C390＋W15组＞C550＋W0组＞C390＋W0组，所以仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的提升作用效果明显。
（3）干旱条件下植物为了减少蒸腾作用散失水分，会出现气孔关闭，而适当增加降水量可提高气孔的开放度，增加玉米对CO2的摄入量，从而促进光合作用。
（4）据图2显示两种因素单独作用在一定的光照强度下都能提高净光合速率，所以，它们单独作用都能促进玉米有机物的积累，从而促进产量的提高。
据此可以预估两个因素共同作用可以更好地提高玉米产量。
但是仅根据上述实验结果还不能做出判断，还缺乏数据支持，应增设“C550
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