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.(2023·全国乙卷)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、________________(答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是________________________________________________________________。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔________(填“能”或“不能”)维持一定的开度。
解析:(1)气孔的开闭会影响植物叶片对CO2和O2的吸收,从而影响光合作用和呼吸作用,还会影响蒸腾作用等生理过程。(2)气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成,保卫细胞中含有叶绿体,在光下可进行光合作用,在红光照射下,保卫细胞进行光合作用,产生有机物,保卫细胞的渗透压增加,发生渗透吸水,体积膨大,气孔开放。(3)用饱和红光照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右,补加蓝光照射叶片,可促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+,使保卫细胞的渗透压进一步增大,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔开度进一步增大。(4)已知某除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片不能进行光合作用,从而不能产生有机物以维持气孔开放,但阳光照射下保卫细胞可逆浓度梯度吸收K+,使气孔维持一定的开度。
答案:(1)光合作用、呼吸作用 (2)在红光照射下,保卫细胞进行光合作用,产生有机物,保卫细胞的渗透压增加,发生渗透吸水,体积膨大,气孔开放 (3)蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+,使保卫细胞的渗透压进一步增大,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔开度进一步增大 (4)能
2.(2023·山东高考)当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为____________________。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有_______________________(答出2个因素即可)。
(2)根据本实验,__________(填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是__________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量______(填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是_______________________