第1篇专题4 高考热点2 环境胁迫对光合作用的影响（PPT课件）-【创新教程】2025年高考生物大二轮专题增分方案（单选）

2025-01-13

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高考热点二环境胁迫对光合作用的影响第一篇专题突破提能增效专题四光合作用与细胞呼吸下一页上一页返回导航生物学第一篇专题四光合作用与细胞呼吸对点集训 02 热点聚集 01 课时作业 03 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1．传统农业生产模式及应用 [例1]　(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放。 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理。 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏。 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长。 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理。 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物。关于这些措施，下列说法合理的是(　　) A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 [解析]　通过生活中对生物学原理的应用场景考查理论联系实际的能力。①果实、蔬菜低温存放是为了降低呼吸作用强度；②春化处理可以促进某些植物的开花；③风干处理后，减少了种子的水分从而抑制微生物的生长繁殖，延长储藏时间；④通过对光周期的处理可以调节植物的开花时间；⑤合理密植可以充分利用光照，提高光合作用效率；⑥间作种植可以提高土地利用率。综上可知，A选项正确。 [答案]　A 2．胁迫对光合作用的影响胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非生物胁迫主要有水分(干旱和淹涝)、温度(高温和低温)、盐碱、环境污染等理化逆境，生物胁迫主要包括病害、虫害、杂草等。非生物胁迫的主要类型：类型影响原理主要表现光照主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件，通过影响光反应来影响农作物的光合作用影响植物叶绿素的合成；对类囊体膜造成损伤 CO2 CO2是光合作用的反应物，低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降温度低温逆境和高温逆境，主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用叶绿体的结构和酶的功能受到破坏；引起气孔关闭，影响CO2的吸收水分水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭，影响CO2吸收而影响暗反应，进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，对细胞造成毒害无机盐矿质营养对光合作用的影响主要包括：①影响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素(Mg2＋)；②盐胁迫影响根系吸水，进而影响气孔开放程度；③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用的有关酶的活性 [例2]　(2024·湖南卷，17节选)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题。 (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　________　；光能转化为电能，再转化为　__________________　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　________　，从叶绿素的合成角度分析，原因是_________________________________ ________________________________________________________________________(答出两点即可)。 [解析]　(1)植物光反应过程中水的光解会产生O2和H＋，H＋和NADP＋结合产生NADPH。该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 [答案]　(1)O2和H＋　ATP和NADPH (2)减少　缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 1．(2024·黑龙江模拟)为研究外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下小麦的影响，科研人员将小麦分别进行如下处理：对照组：向根部施加营养液；干旱胁迫组：向根部施加聚乙二醇(PEG)；干旱胁迫和ABA组：根部施加PEG和叶片喷洒ABA结合处理。一段时间后检测叶片中叶绿素的含量，结果如下表。下列有关叙述错误的是(　　) 组别对照组干旱胁迫组干旱胁迫和ABA组叶片叶绿素含量(mg/g·FW) 0.65 0.42 0.62 A.为保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液 B．在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境 C．脱落酸能促进气孔关闭以及叶和果实的成熟和脱落 D．ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失解析：C　[由于对照组是用营养液处理小麦的，因此为了保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液，A正确；在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境，B正确；脱落酸不具备促进果实成熟的功能，C错误；据表可知，干旱胁迫和ABA组叶片叶绿素含量高于干旱胁迫组，说明ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失，D正确。] 2．(2024·吉林长春模拟)吉林省是一个农业大省，源远流长的农耕文明是孕育中华文明的母体和基础。农业谚语是我国劳动人民在农业生产实践中总结出来的农事经验。下列叙述正确的是(　　) A．“一挑粪进，一挑谷出”，施加有机肥只能为植物补充无机盐，实现增产 B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补充水分可减弱植物光合午休，实现增产 C．“霜前霜米如糠，霜后霜谷满仓”，霜降前降温可减弱种子呼吸，实现增产 D．“春雨漫垄，麦子豌豆丢种”，雨水过多会增强种子无氧呼吸，实现增产解析：B　[施加有机肥被土壤微生物分解，释放CO2，间接为植物补充CO2进而增加有机物积累，A错误；植物的光合午休是因为气温过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2吸收量减少引起的，补充水分可减弱植物的光合午休进而增加有机物积累，B正确；霜降前的降温如果过早，会导致稻谷等农作物收成不好，而霜降后的降温则对农作物有利，C错误；如果土壤中的水分过多，会减少土壤中的氧气含量，从而限制了有氧呼吸的进行，导致植物缺氧，最终可能降低种子的萌发率和幼苗的生长速度，D错误。] 3．(2024·广东珠海模拟)间作是指同一块土地上，同一生长期内分行相间种植两种或两种以上的作物。为探究间作对玉米光合作用的影响，研究人员做了相关研究：对照组只种植玉米(单作)，实验组2行玉米和4行花生间作，结果见表和图。处理叶绿素(mg/g) 类胡萝卜素(mg/g) Fm Fv/Fm 单作 3.86 0.46 363.52 0.784 间作 3.95 0.49 351.15 0.784 (1)叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的　__________　光，吸收的光可促进光反应产生　____________________　，用于暗反应。 (2)已知叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏两大功能，Fm可衡量光能传递情况，与光能传递效率成正比，Fv/Fm可衡量光能转化效率。据表推测，间作提高了玉米对强光的利用能力的原因包括________________________________________________________________________________________________________________________________________________(回答两点)。 (3)实验表明，间作不仅明显提高玉米净光合作用，还促进了籽粒的生长。结合上图，写出判断依据： _________________________________ ________________________________________________________________________________________________________。 (4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，请提出一个新的研究课题____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应水的光解和ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。 (2)由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏的功能，同时Fm降低，减少光能传递。间作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化，同时减少强光对植物的破坏。 (3)由图可知，间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长。 (4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不同植物间的间作模式。答案：(1)蓝紫　ATP和NADPH (2)叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，间作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化；类胡萝卜素含量升高，Fm降低，减少强光对植物的破坏 (3)间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长 (4)研究不同植物间的间作模式 4．(2024·山东济宁模拟)持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。 (1)持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于　_________　(填“红光”“蓝紫光”或“白光”)下测定吸光度，使用该种光源的原因是　_____________________　。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点)。 (2)强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSⅡ中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→　_________________________________________　→蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSⅡ中约有30～50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是__________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________。解析：(1)叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物。 (2)科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→蛋白降解。 (3)强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSⅡ中约有30～50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋白含量没有明显变化。答案：(1)红光　叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰　对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物 (2)D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化 (3)切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等 5．(2024·吉林长春模拟)盐渍化是影响吉林省生态环境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一具有良好的耐盐性。某研究组利用一定浓度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究盐胁迫对甜菜幼苗光合作用的影响，部分实验结果如图1、图2所示。低温弱光是影响甜菜幼苗正常生长发育、限制稳产与高产的主要障碍因子。下表为该研究组在实验组温度为10 ℃、光照强度为4 klx，对照组温度为25 ℃、光照强度为20 klx，对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果。回答下列问题。品种光合速率叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a＋b 品种1 －13.79 －23.94 －28.76 －25.34 品种2 －40.55 ＋24.77 ＋12.37 ＋21.28 品种3 －48.50 －61.20 －80.27 －69.09 品种4 －63.89 －24.73 ＋7.100 －16.79 品种5 －54.37 －62.42 －64.64 －63.08 注：表中数据为实验进行到第7天时的测量结果与对照组的±%；光合速率单位为μmol·m－2·s－1，叶绿素单位为mg·g－1。 (1)在实验期间，不管哪种盐胁迫，甜菜的光合作用强度均　_______　(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。 (2)据图分析，当Na＋浓度为140 mmol·L－1时，　________　(填“NaCl”“Na2SO4”或“混合盐”)胁迫对甜菜净光合速率影响最小。有同学据图1得出结论，“用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率”，这种说法　___________　(填“正确”或“不正确”)。 (3)据表分析，与常温相比，低温条件下甜菜的光饱和点　__________　(填“增大”“不变”或“减小”)。根据5个甜菜品种的光合速率大小　_________　(填“能”或“不能”)判断它们的产量高低，原因是________________________________________________________________________。 (4)据表推测，对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2，判断依据是_________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。解析：(1)植物的净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，据图可知，在实验期间，不管哪种盐胁迫，甜菜的净光合速率均＞0，说明光合作用强度大于呼吸作用强度。 (2)据图分析，当Na＋浓度为140 mmol·L－1时，NaCl胁迫净光合速率下降最少，说明其对甜菜净光合速率影响最小；图1中只有两种NaCl和Na2SO4溶液的混合处理，没有其他浓度的实验，故不能得出用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率的结论。 (3)表中为该研究组在实验组温度为10 ℃、光照强度为4 klx，对照组温度为25 ℃、光照强度为20 klx，对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果，表中不同品种的光合速率均降低，说明低温条件下甜菜的光饱和点降低；由于甜菜产量取决于光合速率、呼吸速率、有机物在不同器官中的分配等，故根据5个甜菜品种的光合速率大小不能判断它们的产量高低。 (4)叶绿素可参与光合作用的光反应过程，而光合速率能反映植物的适应能力，据表可知，品种1光合速率下降比例最低，品种2叶绿素含量比例最高，故对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2。答案：(1)大于　(2)NaCl　不正确 (3)减小　不能　甜菜产量取决于光合速率、呼吸速率、有机物在不同器官中的分配 (4)品种1光合速率下降比例最低，品种2叶绿素含量比例最高 $$

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