内容正文:
细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少,叶肉细
胞中蔗糖积累,可溶性糖和淀粉总量升高,抑制光合作用,最终
导致块茎产量降低。(4)①本实验研究不同光周期处理对马
铃薯块茎产量的影响,最终发现长日照组叶绿素含量最高,但
只有中日照和短日照组有块茎生成,由此推断光影响的马铃薯
幼苗的代谢过程可能有叶绿素的合成、光合作用、有机物的运
输和储存,酶的合成等。②由题图3可知,对NB1品种进行
12h的中日照,处理45d与60d的差值最大.即单株产量增量
最高。③对照组叶片遮光处理,10h后检测到叶片的干物质减
少量为Amg,此时检测的是10h的呼吸消耗;实验组10h后
检测到叶片的干物质增加量为Bmg,该值代表的是I0h有机
物的增加量(净光合量),实验叶片的面积为Ccm2,则该组的
光合速率可以表示为(A+B)÷10÷C=0.1(A+B)/C(mg·
cm2·h')。若要进一步研究不同C02浓度对马铃薯叶片光
合速率的形响,为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影
响,应该选择长日照组的植株为实验材料,因为该实验组没有
块茎生成,避免了有机物的输出。
四解题突破
分析题图1:①是光合作用的暗反应阶段的C0,的固定阶
段,②是暗反应中的C3的还原阶段。从题图中可以看出,
暗反应在叶绿体基质中进行,其产物磷酸丙猎可以在叶绿
体基质中合成淀粉,也可以被运出叶绿体,在叶肉细胞中的
细胞质基质中合成蔗糖,蔗箱可以进入液泡暂时储存起来:
蔗糖也可以通过韧皮部被运至块茎细胞,在块茎细胞内合
成淀粉。分析题图2:结构甲具有ATP水解酶的功能,同时
利用ATP水解释放的能量把H运出细胞,导致细胞外H
浓度较高,属于主动运抢;结构乙能够依靠细胞膜两侧
的H浓度差把H运入细胞,属于协助扩散,同时把蔗糖分
子也运入细胞。
题型2有关光合作用的实验分析及跨模块考查光合作用
经典真题1
(1)矿质营养H、©ˉ(2)提高这两组通过光合作用合成
有机物,抑制细胞呼吸消耗有机物蒸腾作用(3)呼吸强
度细胞代谢(4)叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素的颜
色显现红光
四解题思路
质量损失率(净光合作用的负值)=呼吸作用强度-光合作
用强度(叶绿素含量):过氧化氧酶活性↑→过氧化氢分解
速率↑→过氧化氢含量↓→过氧化氢对细胞的损伤↓。
解析:(1)西兰花球采摘后则不能吸收空气中的C02,所以导致
水和可矿质营养供应中断。水是光合作用的原料在光反应中,水
在光照条件下裂解产生H°、e和02。(2)据题图可知,三组实
验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于日光组
和红光组通过光合作用合成有机物,抑制细跑呼吸消耗有机
物,所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日
光诱导气孔开放,导致蒸费作用增强从而散失较多水分,所以
第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。(3)题图中,第
4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显,但过氧
化氢酶活性仍高于黑暗组,过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水
和氧气,从而降低过氧化氢对细胞的损伤,因此推测日光或红
光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤.从
而延缓衰老。(4)由于叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素的
颜色显现,所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。
综合分析图中结果,第4天时,红光组条件下比日光组和黑暗
组,叶绿素降低的幅度低,过氧化氢酶活性最高,能延缓褪色
黄化、老化等现象,所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最
明显。
经典真题2
(1)失水诚小(2)促进(3)干早条件下脱落酸含量升高,
一学霸高考·黑
促进叶片脱落,抑制气孔开放,能够诚少蒸腾作用,保存植物体
内水分,使植物能够在干早中生存
(4)rhel
巴解题思路
说明缺失h/基因(r组)编码的蛋白质不能够
引起气孔关闭,故推测,小/基因编码的是蛋白甲
千早
相关基
脱落酸含
因表达
量上升
高度
C03
一
气孔关闭
保卫细胞液泡的
溶质转运到胞外
注:“-→”表示者略了若千步骤
高浓度C0,最
图1
终使气孔吴闭
高浓度CO,时,组气
开放度均高于wt组、h组
和hr组
口正常浓度C0,
☐高浓度C0
w组
h组
h/r组
图2
解析:(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细胞液的
渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后,C0
吸收减少,光合速率碱小。(2)r组是hc1基因功能缺失突变
体,即缺少hcl基因表达产物,wt组能正常表达hcl基因产
物。分析题图2,高浓度C0,时,wt组气孔开放度低于r组,说
明hl基因表达产物能促进气孔关闭。(3)脱落酸是植物生
长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还能促进叶
和果实的衰老和脱落。干早条件下脱落酸含量升高,促进叶片
脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,
使植物能够在干早中生存。(4)分析题图2可知,高浓度C0
时,r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组,结合题图1分
析,高浓度C0,下蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关
闭。r组是h1基因功能缺失突变体,高浓度CO,时,r组气孔
开放度与正常CO2浓度下的野生型无显著差异,说明缺失rhc1
基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭,由此推测,hc1基因
编码的是蛋白甲。
巩固训练1
(1)叶绿体和细胞质基质(2)C,C02是光合作用的原料;
C可被仪器检测(3)NADPH ATP(4)库源比降低,植株
总的叶片光合作用制造的有机物增多,运输到单个果实的有机
物量增多,因此单果重量增加(5)就近分配
解析:(1)卡尔文循环发生在叶绿体基质,三羧酸循环发生在
线粒体基质,虚线框内所示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”发生在叶
绿体和细胞质基质。(2)在光合作用过程中,暗反应中先发生
C02的周定,即C02与C,结合形成C,然后发生C的还原,
因此给叶片供应C02,1C02与C,结合形成C,C,被还原为
糖的反应是吸能反应,需要光反应的产物ATP和NADPH提供
能量。由于C0,是光合作用的基本原料,且5C可被仪器检测
到,故研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应”C02。
(3)光反应阶段产生NADPH和ATP,NADPH作为还原剂,且
含有化学能,“草酰乙酸/苹果酸穿梭”可有效地将光照产生
的NADPH中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为ATP的
化学能。(4)分析实验甲、乙、丙组结果可知,库源比降低,植
·生物学·08
株总的叶片光合作用制造的有机物增多,运输到单个果实的有
机物量增多,因此单果重量增加。(5)由题图2和题表可知
距离叶片(源)越近的果实(库),分配到的光合产物越多,单果
越重,故从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实时具
有就近分配的特点。
巩固训练2
(1)吸收、转化光能ATP、NADPH叶绿体基质(2)水光解
产生H'、电子传递链将H运进类囊体,ATP PsbS和VDE
(3)降低(4)①光照过弱,有机物的合成较少②NPQ能力
没有明显提升,电子传递速率过快,活性氧积累
解析:(1)光合色素具有吸收、转化光能的作用。由题图可
知,ATP和NADPH参与C,的还原,即题图中的PGA转化成
G3P的过程,该过程属于暗反应,暗反应的场所是叶绿体基质。
(2)由题图可知,水光解产生H、电子传递链将H运进类囊体
等都可使类囊体腔H'增多,类囊体腔H增多,可增加类囊体
薄膜两侧H'浓度差,促进ATP的合成:题干信息,类囊体腔酸
化能活化PsS和VDE,因此类囊体腔中的Hr还可活化PshS
和VDE促进NPQ。(3)强光下,若环境中CO2浓度突然增大,
暗反应速率加快,消耗的ATP和NADPH增多,导致类囊体腔
中H浓度降低,导致VDE的活性降低。(4)①光照过弱,光合
作用速率过低,合成的有机物不足以维持生命活动,三七不能
生存。②由题图2可知.相比于7.5%全日照.在29.8%全日照
条件下,NPQ系数没有明显提升,且电子传递速率过快,活性
氧积累,造成细胞受损,无法正带生存,因此超过30%全日照条
件下三七不能生存。
巩固训练3
(1)吸收、传递、转化光能主动运输(2)叶绿体基质PQ
转运H进类囊体膜内、水光解产生H',NADPH的合成
(3)除草剂X与PQ竞争,阻止电子传递至细胞色素b,f,从而
抑制了H的产生及运输,使膜内外H'的浓度差减小,而ATP
合成所需的能量直接来源于类囊体膜内外两侧的H浓度差:
所以ATP的合成量减少(4)正常浇水、干早处理、干早处理
并喷施一定浓度的BR油菜素内酯有利于提高干旱胁迫下植
株抗氧化酶的含量,进而清除过量过氧化物,降低干早对植物
生长和发育的影响
解析:(1)据题图分析可知,光系统Ⅱ可吸收、传递、转化光能
光系统Ⅱ由光合色素和蛋白质构成,说明其依靠光合色素吸
收、传递、转化光能。由题意可知,H消耗e势能跨膜运输,其
方式为主动运输。(2)据图可知,A侧接受光照,为叶绿体基
质一侧。水光解产生H,H通过PQ传递到类粪体腔,均可增
大类囊体膜内外H浓度差。(3)由图可知,叶绿体基质中
的H'可通过PQ和b,f运输到类囊体腔,除草剂X与PQ竞争
可阻止电子传递至细胞色素b,「,从而抑制了H'的产生及运
输,使膜内外F的浓度差减小,而ATP合成所需的能量直接
来源于类囊体膜内外两侧的H浓度差,所以ATP的合成量减
少。(4)本实验的目的是探究油菜素内酯对干早胁迫下水稻
抗氧化系统的调控作用,其中的一个自变量是油菜素内酯,另
一个是于早胁迫。结合题图可知,分为正常对照(CK)、干早
(DS)和干早并喷施油菜素内酯(BR)三个处理,从实验结果
看,BR组能降低H,O,含量,起到缓解效果;而SOD、CAT、POD
三种抗氧化酶活性均提高了,再结合题干“干早胁迫会导致植
物体内过氧化物的产生和积累,损伤叶绿体等细胞器”,由此
得出结论:油菜素内酯有利于干早胁迫下植株抗氧化酶的合成
和积累,进而清除体内过量活性氧和过氧化物,减轻氧化损伤
对植物生长和发有的影响。
巩固训练4
(1)类囊体薄膜叶绿素黄绿(2)02、H和e叶绿体基
质为C,的还原提供能量和用作还原剂(3)强光使D1蛋
白含量降低,导致PSⅡ活性降低,进而影响光合作用的光反应
阶段,使光合作用速率降低(4)①取材、分组、编号②一定
浓度的氟化钠③下降(与A组相差不大)④无明显变化
解析:(1)光合色素位于叶绿体内的类囊体薄膜上,其中叶绿
一学霸高考·黑是
素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,即在
红光照射条件下,参与光合作用的主要色素是叶绿素,光合色
素在滤纸条上扩散速度从大到小依次为胡萝卜素、叶黄素、叶
绿素a、叶绿素b,即扩散最慢的色素是叶绿素b,呈黄绿色。
(2)由题图1可知,PSⅡ中水光解的产物为O,、H'和e。H'以
顺浓度梯度方式运出类囊体,ATP合成酶利用该H势能合
成ATP,说明在类囊体薄膜两侧,叶绿体基质H相对较
高,NADPH在暗反应中为C,的还原提供能量和用作还原剂。
(3)结合题图1、2,从图2可以看出,较强光照强度(W2)照射
2小时后,D1蛋白含量低于适宜光照强度(CK)照射2小时后
的含量.而D1蛋白是对PSⅡ活性起调节作用的关键蛋白,所
以推测强光导致光合速率降低的原因可能是:强光使D1蛋白
含量降低,导致PSⅡ活性降低,进而影响光合作用的光反应阶
段,使光合作用速率降低。(4)在正常条件下,植物可以降解
D1蛋白交联聚合物,聚合物的降解包含去磷酸化和交联聚合
物解聚两个过程。已知用一定浓度氟化钠处理叶片可抑制去
磷酸化,故该实验的目的是验证植物可依次通过交联聚合物解
聚、去磷酸化两个过程实现D1蛋白交联聚合物的降解,其自
变量为是否用氟化钠处理,因变量为D1蛋白交联聚合物及D1
蛋白的含量。实验思路:取生长发育状况相同的植物叶片若
干,均分为两组,编号为A、B,均给予强光处理(制备模型植
物),测定D1蛋白交联聚合物及D1蛋白含量。然后A组不做
处理,B组用一定浓度的氟化钠处理叶片。一段时间后,检测
两组叶片中D1蛋白交联聚合物和D1蛋白的含量。预期结
果:由于植物可依次通过交联聚合物解聚、去磷酸化两个过程
实现D1蛋白交联聚合物的降解,而一定浓度氟化钠处理叶片
可抑制去磷酸化,所以A组D1蛋白交联聚合物含量下降,D1
蛋白含量上升:而B组D1蛋白交联聚合物含量下降(与A组
相差不大),由于去磷酸化受到抑制,导致D1蛋白含量无明显
变化。
专题四光合作用和细胞呼吸的综合
题型1光合作用、细胞呼吸的过程分析
经典真题
(1)C0,的固定(2)细胞质基质线粒体基质(3)光呼
吸细胞呼吸7~10时,随着光照强度的增加,株系1和2
由于转入了改变光呼吸的相关基因,导致光呼吸速率降低,与
02反应的C,减少,更多的C,参与C0,的固定,使净光合速率
较高不能总光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率
为光照强度为0时C02的释放速率,图3的横坐标为C0,浓
度,无法得出呼吸速率(4)与株系2和WT相比,转基因株
系1的净光合速率最大
四解题思路
卡尔文循环和光呼吸相关图解
iC.(RuBP)
0
过
化物
Rubisco
ADP+Pi
乙醇酸(C)
ATP
C(PGA)
NADPH
ATP
线
ADP+P四
NADP
ADP+Pi
ATP
CO.
三破德GAP)了
叶绿依
解析:(1)在光合作用的暗反应过程中,C0,在特定酶的作用
下,与C,结合形成两个C,这个过程称作C0,的固定,故反应
①是C02的固定过程。(2)有氧呼吸的第一、二、三个阶段的场
所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第
一个阶段葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP:第
二个阶段丙酮酸和水彻底分解成CO2和NADH,合成少
量ATP,以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是
·生物学·09学霸高考·黑题生物学
(1)图1所示的代谢过程中,需要光反应产物参与的过程是
(填标号)。为马铃薯叶片提供
C802,块茎中会出现含80的淀粉,请写出80转移的路径:C802→
+淀粉。
(2)研究发现,叶绿体中淀粉的大量积累会导致
薄膜结构被破坏,进而直接影响光反应。
保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度,使
进而抑制暗反应过程
(3)图2中甲具有
酶活性。乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白,在成功导人蔗糖转运蛋白反
义基因的马铃薯植株中ST1的表达水平降低,叶片中可溶性糖和淀粉总量
,最终导致
块茎产量
(4)科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材
1.4
▣45d▣60d▣75d
1.2
料,研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影
.0
0.8
响,在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h
0.6
0.4
(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时
02
间处理,保持其他条件相同且适宜,培养一段时间
2
12
.8h12h
09
G2
后,发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照
光周期对单林马铃薯块墓产量的彩响
图3
和短日照组有块茎生成,结果如图3。
①分析上述信息可知,光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有
(至少
答出2点)。
②分析图3,单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是
③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组,对照组叶片遮光处理,10后检测到叶片的干物质减
少量为Amg:某实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg,实验叶片的面积为Ccm2,
则该组的光合速率可以表示为
若要进一步研究不同C0,浓度对马铃薯叶片光合速
率的影响,并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响,应该选择
(填“长日照”“中日
照”或“短日照”)组的植株为实验材料
题型2有关光合作用的实验分析及跨模块考查光合作用
考点觉醒
光合速率的测定方法
(1)“液滴移动法”:
①测定呼吸速率
a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2
门
红色液滴
b.玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰
c.置于适宜温度环境中
绿色植物
d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。
玻璃钟罩
小烧杯
②测定净光合速率
a.装置烧杯中放入适宜浓度的C0,缓冲液,使容器内C02浓度恒定,满足光合作用需求。
b.必须给予足够光照处理,且温度适宜。
℃.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。
类型一细胞代谢题学丽
(2)“黑白瓶法”:黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只进行细胞呼吸,而白瓶中的生物既能进行光
合作用又能进行细胞呼吸,所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值,用白瓶(有
光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值
(3)“称重法”:将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值,曝
光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值,综合两者可计算出真正光合作用强
度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输
实战演练
经典真题1有关光合作用和呼吸作用的实验分析(2025·浙江1月选考)西兰花可食用部分为绿色花
蕾、花茎组成花球,采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验,以探究西
兰花花球的保鲜方法。实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为
50mol·m2·s。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下,测定指标和结果如图所示。
▣黑暗红
口黑睛组
圆日光组
红光组
5050
圆日光组
口红光组
50
5
4
3
2
2
0.15
2
驻藏时问风
脸蓝时间/d
注:质量损失幸%上和格质逆似贮藏结束时质量旧
×100%.
初始质量
回答下列问题:
(1)西兰花球采摘后水和
供应中断。水是光合作用的原料在光反应中,水裂解产生
02和
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而
。
前3天日光组和红光组的质量损
失率低于黑暗组,原因有
a
第4天日光组的质量损失率高于黑暗组,原
因可能是日光诱导气孔开放,引起
增强从而散失较多水分。
(3)第4天日光组和红光组的
下降比黑暗组更明显,但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组,因
此推测日光或红光照射能减轻
过程产生的过氧化氢对细胞的损伤,从而延缓衰老。
(4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象,原因是
综合分析
图中结果,
处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
经典真题2跨模块考查影响光合作用的因素(2024·湖北卷)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细
胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小,控制C0,进入和水分的散失,影响光合作用和含水量。科
026
学霸高考·黑题生物学
研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(如图1)。已
知htl基因、hc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1
基因功能缺失突变体(h)、hcl基因功能缺失突变体(r)和htl/rhcl双基因功能缺失突变体(h/r),
进行了相关实验,结果如图2。
口正常浓度C)
口高浓度CD
干界
相关基
脱落酸含
因表达
量上升
高浓度
C02
图一一
气孔关闭
保卫飒胞液泡的
质转递到胞外
注“一”表示省略了若干步豫。
wt组
h组
r组
h/r组
图1
图2
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致保卫细胞
(填“吸水”或“失水”),引起气孔关
闭,进而使植物光合作用速率
(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度C0,时hc1基因产物
(填“促进”或“抑制”)气
孔关闭。
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是
(填“htl”或“rhcl”)。
巩固训练1(2025·江西鹰谭二模)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图1,表示叶肉细胞
中部分代谢途径,虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。叶片是给植物其他器宫提供有机物的
“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比
值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果如下表。
透出
co,
蔗糖
丙酬酸
丙翻酸
年尔文猫环仓
三酸
NADPH
苹酰乙酸
苹院乙酸
NADH
电子传
循环
NADP-
苹果酸
苹果酸
NAD
NADIT
图1
项目
甲组
乙组
丙组
Q一果实
处理
○叶片
026
类型一细胞代谢题学丽
项目
甲组
乙组
丙组
库源比
1/2
1/4
1/6
单位叶面积叶绿素相对含量
78.7
75.5
75.0
净光合作用速率/(mol·m2·s1)
9.31
8.99
8.75
果实中含C光合产物/mg
21.96
37.38
66.06
单果重/g
11.81
12.21
19.59
注:①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的24,6片成熟叶,用C0,供应给各组保留
的叶片进行光合作用。②净光合作用速率:单位时间、单位叶面积从外界环境吸收的CO,量。
回答下列问题:
(1)据图分析,虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”发生在
之间。
(2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应C0,.BC0,先与叶绿体内的
结
合而被固定,形成的产物再还原为糖,合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用
C0,的原因有
(答出2点即可)。
(3)据图分析,在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免损伤细胞。“草酰乙酸/
苹果酸穿梭”可有效地将光照产生的
中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为
中的化学能。
(4)分析实验甲、乙、丙组结果可知,库源比降低导致果实单果重变化的原因是
(5)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行相关实验,库源处理如图2所示,用C0,供应给保
留的叶片进行光合作用,结果如下表。
果实位置
果实中含13C光合产物/mg
单果重/g
第第第
第1果
26.91
12.31
●o
第2果
18.00
10.43
000
000
第3果
2.14
8.19
图2
根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是
巩固训练2(2025·浙江省S9联盟期中)某地区阴生植物三七适宜生活在5%~10%全日照条件下。
非光化学淬灭(NPQ)是通过耗散过剩光能实现光保护的第一道防线,主要过程如下:类囊体腔酸化
能活化PsbS和VDE,一方面促进LHCⅡ聚集,阻断能量的传递:另一方面VDE催化Vx转化为Zx,
促进热量的散失,从而缓解活性氧(由电子传递过快等导致)的产生。请回答下列问题:
注:
1IICI川
PGA
LHC:蒲光天线蛋白
热能
NADP+H
强光
PhS:光线Ⅱ亚甚S
(D
NADPH
Vx常质
电子传通纯
乙:玉米劳质
ATP
DL:案作质脱环氧化骑
HHO H
一H
I:玉米货质环氨化
ADP+PIGA:3-磷酸甘油酸
G3:磷酸丙婚
图1
027
学霸高考·黑题生物学
(1)LHCⅡ上光合色素的作用是
暗反应中PGA转化成G3P需消耗光反应产生
的
,场所是
(2)强光下,类囊体腔H增多的原因有
,H增多一方面加快
(物
质)的合成,另一方面活化
促进NPQ
(3)强光下,若环境中CO,浓度突然增大,短时内VDE的活性
(4)光照过强(超过30%全日照)或过弱条件下三七均无法生存,为研究其原因,科学家进行了如下
实验:取生长在光照强度分别为29.8%、7.5%和0.2%全日照条件下的三七植株,先暗处理
2min,然后在高光照条件下检测NPQ和电子传递速率,结果如图2。
·29.8%全日照
·29.8%全日照
3.5
●7.5%全日照
30
▣0.2%全日照
50r
2.5
-000-a
30
1.0
2
20040060080010001200
0
20040060080010001200
时间
时间:
图2
①光照过弱三七不能生存的原因是
②超过30%全日照条件下三七不能生存的原因是
巩固训练3(2025·湖南长沙模拟预测)干旱胁迫是农作物减产的一个重要影响因素,对植物光合作用
有较严重的影响。干旱胁迫对农作物细胞的叶绿素和细胞色素b,「都有影响。光系统和光系统I共
同参与光合作用过程中电子的传递过程,是完成光反应必需的结构。如图为光反应中电子传递过程
示意图,其中实线代表H传递,虚线代表e传递,PQ既可传递e,又可传递H。回答下列问题:
循环电
P+Pi
A11
子转运
NADP++H-
NADPH
光2
H
A合醉
光2
A创
细胞色素
光系统Ⅱ
光系统I
类农体膜
POH.
e
e
B侧
H.01/20+2H
(1)光系统Ⅱ由光合色素和蛋白质构成,其中光合色素的作用是
光系统Ⅱ产生
的e最终传递给NADP,伴随着高能e的传递,实现了H在膜B侧的积累,该过程中H跨膜运
输的方式为
(2)图中A侧为
(填“叶绿体基质”或“类囊体腔”)一侧。图中能够增大类囊体膜
内外H浓度差的过程有
(答出2点即可)。
(3)除草剂X与PQ竞争,可阻止电子传递至细胞色素b,。用除草剂X处理植株,会导致ATP合成
量下降,结合题图分析,其原因是
(4)干旱胁迫会导致植物体内过氧化物的产生和积累,损伤叶绿体等细胞器。为探究油菜素内酯
(BR)对干旱胁迫下植物抗氧化系统的调控作用,某研究小组以优质谷子晋谷21号为实验材
料,均分为CK组、DS组、BR组,对三组的处理分别是
类型一细胞代谢题学丽
段时间后测量指标如下图,实验表明
(a)三50
b)50
(c)500
(d)1500
04
400
=c1200
至30
300
300
900
200
200
600
10
100
100
300
2
0
工
CK DS BR
CK DS BR
CK DS BR
CK DS BR
注:SOD表示超氧化物歧化弊,CT表示过氧化氨障、PO门表示过氧化物酶,均为抗氧化酶」
巩固训练4(2025·江苏淮安月考)光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,包括光系统I(PSI)
和光系统Ⅱ(PSⅡ),图1为光系统发生的反应示意图。D1蛋白是对PSⅡ活性起调节作用的关键
蛋白,使用蛋白质凝胶电泳技术检测不同光照条件下的D1蛋白含量,以细胞内恒定表达的微管蛋
白含量作为参照,结果如图2。请据图回答问题:
ADP+Pi
NADP++II
ATP
NADPH/
D1蛋白■
211
外
Tubulin
(微管蛋白
CK W2
Ck适宜光照强废照射2小时
H120+2
W2:较强光呕强度照射2小时
注表示电子。
阁1
图2
(1)光合色素位于叶绿体内的
上,在红光照射条件下,参与光合作用的主要色素
是
,提取光合色素后经纸层析法分离,扩散最慢的色素呈
色。
(2)据图1,PSⅡ中水光解的产物为
,在类囊体薄膜两侧,pH相对较高的是
(填
“叶绿体基质”或“类囊体腔"),NADPH在光合作用过程中的作用有
(3)结合图1、2推测强光导致光合作用速率降低的原因可能是
(4)强光下叶肉细胞会生成光有毒产物攻击D1蛋白,使D1蛋白高度磷酸化,并形成D1蛋白交联
聚合物,损伤光合结构。已知植物可依次通过交联聚合物解聚、去磷酸化两个过程实现D1蛋白
交联聚合物的降解,为验证上述过程,设计如下实验方案。已知用一定浓度氟化钠处理叶片可
抑制去磷酸化,请将表格补充完整:
实验目的
主要步骤
①
取生长发育状况相同的同种植物叶片若干,随机平均分为两组,编号为A、B
均给予强光处理一定时长后,测定D1蛋白交联聚合物及D1蛋白含量
设置实验组
和对照组
A组不作其他处理,B组用②
处理叶片,一段时间后,检测两组
叶片中D1蛋白交联聚合物和D1蛋白的含量
A组:D1蛋白交联聚合物含量下降,D1蛋白含量上升
结果预期
B组:D1蛋白交联聚合物含量③
D1蛋白含量④
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