07 第一部分 专题三 新情境热点命题(三)光呼吸与光抑制（Word教参）-【优化指导】2024高考生物二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

[对应学生用书P36] (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①。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，如下表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成②。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如下图所示。 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大的原因是_______________ ______________________________________________________________________________。 (3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制③________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过④____________________________发挥作用。 ►解题指导 情境标注 逻辑判断 ①＋②＋③＋图 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 ①＋②＋④＋图 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)蓝紫光 (2)C5供应不足　CO2供应不足　强光照射后短时间内，光反应速率增大，水光解产生氧气的速率增大 (3)减弱　促进光反应关键蛋白的合成 解析：(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故分离色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，其主要吸收蓝紫光。(2)影响光合作用强度的外界因素有光照强度、CO2含量、温度等，内部因素有酶的活性、色素的数量、C5的含量等。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的原因可能有C5供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增大，水光解产生氧气的速率增大。(3)依据题图分析，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。 1.光呼吸 (1)原理：光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco(RuBP羧化酶)。在暗反应中，Rubisco能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。过程如下图所示： (2)影响：光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25%～30%。 2.光抑制 (1)原理：当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，一方面因NADP＋不足使电子传递给O2形成O；另一方面会导致还原态电子积累，形成三线态叶绿素(3chl)，3chl与O2反应生成单线1O2。O和1O2都非常活泼，如不及时清除，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应的色素—蛋白质复合体)的D1蛋白，从而损伤光合结构。 (2)造成光抑制的主要原因：植物抗逆性太弱。植物形成的抗逆机制不能很好地适应光照强度过大，这时就会造成植物耐受能力的缺失，进而使其出现光抑制现象。另外，低温、高温和干旱等同时存在时，光抑制会加剧。 (3)生产应用：在进行种植时，要注意植物需要适度光照，不能使植物长时间地受到过强的光照，否则容易造成光抑制，引起植物生长变形和生长缓慢等，影响植物的观赏效果。另外，在营养投放时也要谨慎，以免给植物造成营养抑制。 1.(2023·广东深圳二模)植物消耗O2，将RuBP(C5)转化成CO2的过程称作光呼吸。RuBP羧化酶/氧化酶(Rubisco)不仅能催化CO2与RuBP进行羧化反应，还能催化氧气与RuBP的氧化反应，相关过程如下图所示。回答下列问题： (1)Rubisco催化RuBP的羧化反应发生在真核细胞的____________(填具体部位)，这一过程称作______________，反应形成的产物被_