内容正文:
微专题(三) 影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及应用
专题视点
影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用在高考命题中属于高频考点,也是高考的热点。多以非选择题的形式呈现,试题情境既有农业生产和生活实践中的学科情境,又有科学实验与探究的学科情境。重点考查对题干信息的获取、分析和理解以及识图析图的能力。本专题复习的重点是相关曲线变化与光合作用和细胞呼吸原理之间的联系。通过训练掌握解答有关光合作用和细胞呼吸类曲线的答题技巧。一、方向在胸——考题诊断自查与必备知能强化
考题自测诊断
1.(2022·山东高考)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是________。
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有__________________、____________________(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是__________________________________________________________________。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制________(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过____________________发挥作用。
解析:(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素,其中胡萝卜素在层析液中溶解度最高,故色素分离时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素,主要吸收蓝紫色光。(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的浓度、温度等;其内部因素有酶的活性、色素、C5的含量、[H]和ATP的浓度等。强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,可能的原因有[H]、ATP等的浓度不再增加、C5供应不足、CO2浓度有限;氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内,光能的吸收速率继续增加,光反应速率增强,水光解产生氧气的速率增加。(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光合作用强度较高,说明加入BR后光抑制减弱;乙组用BR处理,丙组用BR和试剂L处理,与乙组相比,丙组光合作用强度较低,由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成,说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
答案:(1)蓝紫色 (2)[H]、ATP等的浓度不再增加 CO2浓度有限(或其他合理答案,以上两空答案顺序可颠倒) 光能的吸收速率继续增加,使水的光解速率继续增加 (3)减弱 促进光反应关键蛋白的合成
2.(2022·浙江6月选考)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理
指标
光饱和点/klx
光补偿点/lx
低于5klx光合曲线的斜率/(mg CO2·dm-2·hr-1·klx-1)
叶绿素含量/(mg·dm-2)
单株光合产量/(g干重)
单株叶光合产量/(g干重)
单株果实光合产量/(g干重)
不遮阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮阴
2小时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮阴
4小时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加___________,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低___________,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中________________________的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至_