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压轴题01 细胞的代谢
近几年的高考真题和模拟题中,对于光合作用和细胞呼吸的考察逐渐加大,不仅针对教材中的基本原理进行考察,同时还会通过自然界中一些生物的特有的生理现象进行设题,需要学生们能够读懂并理解题目中具体的情况,掌握光合作用的过程,CO2固定途径的多样性和适应性,根据题干和题图获取信息,利用相关信息结合所学知识进行推理、解答问题。
1、 光合作用与细胞呼吸的联系
二、光合速率与呼吸速率
1.光合速率与呼吸速率。
(1)呼吸速率的表示方法:将植物置于黑暗环境中,测定单位时间实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量(可用下图中OA段表示)。
(2)净光合速率和真正光合速率。
①净光合速率:常测定一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量(可用下图中OD段表示)。
②真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量
(或制造量)表示(可用下图中AD段表示)。
(3)光合速率与呼吸速率的关系。
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净光合速率。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。由该关系式可用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
a.光合作用产O2量=O2释放量+细胞呼吸耗O2量。
b.光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量。
c.光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量。
1. (2022•广东卷)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养天后(如图),测定相关指标(如图),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与组相比,组叶片叶绿素含量________,原因可能是________。
(2)比较图中与组指标的差异,并结合相关数据,推测组的玉米植株可能会积累更多的 ________________ ,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗株。
实验方法:按图所示的条件,分、、三组培养玉米幼苗,每组株;其中以________为对照,并保证除________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是________。
2. (2022•山东卷)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()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
丙
(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,乙组加入后光抑制_________(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明可能通过_________发挥作用。
3. (2022•北京市密云区一模)为研究干旱和淹水处理对薄壳山核桃光合作用的影响,科研人员用薄壳山核桃幼苗进行实验研究,天后测定相关指标如图所示,进一步用电镜观察不同处理的细胞结构,结果如图所示。分析并回答下列问题。
(1)植株叶片气孔开放程度直接影响光合作用的_________阶段,从而影响了光合作用。
(2)据图可知,干旱处理导致薄壳山核桃植株的光合速率显著下降的原因是____________________________________。据图推测,干旱处理组薄壳山核桃幼苗叶片细胞中的________________________________,致使叶片变黄,从而影响光合作用。
(3)根冠比是指植物地下部分与地上部分干重的比值。科研人员测定不同实验处理下薄壳山核桃地下部分和地上部分的干重,计算出根冠比。与对照组相比,干旱处理植株的生长状况为地上部分生长受阻,地下部分生长加快,根冠比将_________,从而使植株___________________________,适应干旱环境。
(4)根据图结果尚