专题2 专题强化训练7 细胞呼吸和光合作用的影响因素(一)-【备考最优解】2026版高考二轮专题复习·生物学（多选版教用课件）

专题强化训练7　细胞呼吸和光合 作用的影响因素(一) 1 1．(2025·河北高三省级联考)随着全球气候变暖，玉米等重要农作物在籽粒形成期面临前所未有的热胁迫(HS)威胁。本研究以糯玉米品种为材料，设置28 ℃(T0)、32 ℃(T1，轻度HS)、36 ℃(T2，中度HS)和40 ℃(T3，重度HS)四个温度梯度，探究不同程度热胁迫对叶片光合作用特性的影响，实验结果见下表。回答下列问题： 组别 T0 T1 T2 T3 叶绿素含量/(mg·g-1) 2.93 2.85 2.47 2.32 净光合速率/(molCO2·m-2·h-1) 0.11 0.098 0.093 0.087 气孔导度/(molCO2·m-2·s-1) 0.59 0.54 0.49 0.47 ROS/(ng·g-1) 5.30 5.46 6.97 6.99 注：ROS(活性氧)含量增多会对细胞生物膜结构造成严重损害。 4 1 2 3 专题强化训练 (1)本实验的自变量为________________________，实验组为____________。绿叶中含有多种光合色素，可用________提取色素；分离色素时，随层析液在滤纸条上扩散最慢的色素主要吸收______________光。 解析：根据题意可知，该实验的自变量为不同程度的热胁迫，T0为对照组，T1、T2、T3为实验组。光合色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇提取色素。在滤纸条上扩散最慢的光合色素是叶绿素b，其主要吸收红光和蓝紫光。 不同程度的热胁迫(或温度) T1、T2、T3 无水乙醇 红光和蓝紫 4 1 2 3 专题强化训练 (2)若该叶片在T2条件下光照9小时，平均呼吸速率为0.038 mol CO2·m-2·h-1，则一昼夜该叶片积累的葡萄糖为________mol·m-2。 解析：该叶片在T2条件下净光合速率为0.093 mol CO2·m-2·h-1，平均呼吸速率0.038 mol CO2·m-2·h-1，则一昼夜该叶片吸收的CO2为0.093×9－(24－9)×0.038＝0.267 mol·m-2，根据反应式可计算一昼夜该叶片积累的葡萄糖为0.267÷6＝0.044 5 mol·m-2。 0.044 5 4 1 2 3 专题强化训练 (3)根据表格分析，热胁迫导致糯玉米产量下降的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________ (答出2点)。 解析：根据题表数据及题意可知，热胁迫会使叶绿素的含量下降，ROS增多加剧了细胞相关膜结构的损伤，光反应减弱；气孔导度降低，CO2的吸收量减少，使暗反应减弱，导致糯玉米产量降低。 热胁迫会导致叶绿素含量下降，ROS增多加剧了细胞相关膜结构的损伤，光反应减弱；气孔导度降低，CO2的吸收量减少，使暗反应变弱 4 1 2 3 专题强化训练 (4)研究人员发现，在热胁迫条件下植物可能通过产生ROS清除酶来对抗ROS的积累，请利用ROS清除酶缺失突变体植株甲、正常植株乙等若干材料，设计实验验证此结论，简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：_______________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________； 预期结果：_______________________________。 将若干数量相同、生长状态相似的植株甲和植株乙放置在相同热胁迫条件下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后检测植株甲和植株乙的ROS含量并计算平均值 甲植株ROS的平均值高于乙植株 4 1 2 3 专题强化训练 解析：根据题干可知，验证该结论可将若干数量相同、生长状态相似的植株甲和植株乙放置在相同热胁迫条件下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后检测植株甲和植株乙的ROS含量并计算平均值。预期结果：甲植株ROS的平均值高于乙植株。 4 1 2 3 专题强化训练 2．(2025·湖北协作体高三一模)为探究远红光强度对光合作用的影响，研究人员以长势一致的某品种黄瓜幼苗为实验材料、在固定红蓝光强度及比例(200 μmol·m-2·s-1，红光∶蓝光＝4∶1)的基础上，添加低强度远红光(15 μmol·m-2·s-1，L-FR)、中强度远红光(130 μmol·m-2·s-1，M-FR)和高强度远红光(200 μmol·m-2·s-1，H-FR)处理，结果见下图。回答下列问题： 注：气孔导度反映气孔开放的程度；Rubisco是催化CO2固定形成C3的酶。 4 2 3 1 专题强化训练 (1)光是植物进行光合作用的能量来源，其中蓝紫光依靠__________________(填色素)吸收；同时，光还作为环境信号影响植物的生长发育，其中感受红光和远红光的受体是___________________。 解析：光合色素可分为叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)，其中，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。光还作为环境信号影响植物的生长发育，其中感受红光和远红光的受体是光敏色素。 叶绿素和类胡萝卜素 光敏色素 4 2 3 1 专题强化训练 (2)与L-FR处理相比，H-FR处理会使黄瓜幼苗光合作用强度________________。据图分析，出现该结果的原因是_________________________________________________________________________________。 解析：与L-FR处理相比，H-FR处理会使黄瓜幼苗光合作用强度减弱。根据题图分析可知，与L-FR处理相比，H-FR处理导致黄瓜幼苗中气孔导度和胞间CO2浓度均增加，但是Rubisco活性降低，进而抑制CO2固定形成C3。 减弱 与L-FR处理相比，H-FR处理导致黄瓜幼苗中Rubisco活性降低，抑制CO2固定形成C3 4 2 3 1 专题强化训练 (3)某同学推测，上述实验中的黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减。用层析法设计实验验证这一推测，简要写出实验思路和预期结果。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验思路：将题述实验中的生长状况相似的黄瓜幼苗分别在不同远红光强度，相同且适宜环境条件下培养一段时间，分别取等量叶片进行研磨，利用层析法对叶片色素进行提取分离。预期结果：随着远红光增强，叶片中提取出的色素条带变细，则说明实验中的黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减 4 2 3 1 专题强化训练 解析：某同学推测，题述实验中的黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减。验证该预测可将题述实验中的生长状况相似的黄瓜幼苗分别在不同远红光强度，相同且适宜环境条件下培养一段时间，分别取等量叶片进行研磨，利用层析法对叶片色素进行提取分离。若随着远红光增强，叶片中提取出的色素带变细，则说明题述实验中的黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减。 4 2 3 1 专题强化训练 3．(2025·广东江门高三一模)花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量(N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg·hm-2)和不同拌种处理(蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R)对花生产量的影响，部分研究结果见下图。回答下列问题： 4 2 3 1 专题强化训练 (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是施氮会________花生结瘤，R处理可____________________。 (2)分析图b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而________________________，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有______________________________________。 抑制 增强根瘤固氮能力 生成更多的NADPH和ATP 叶绿素含量下降，Rubisco的活性下降 4 2 3 1 专题强化训练 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 选择105 kg·hm-2的施氮肥浓度与R处理。理由是施氮肥浓度为105 kg·hm-2时花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染 4 2 3 1 专题强化训练 4．(2025·湖北圆创联盟高三联考)草莓果实的形成需要叶片光合作用形成有机物运输至果实储存。某研究团队探究了不同光质对草莓光合作用和果实品质的影响，测定了光合参数。结合图表回答下列问题： 表：不同光质处理下草莓叶片光合参数 光质 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度 /(mmol· m-2·s-1) Rubisco 活性/(U· mg-1) 叶绿体淀粉粒面积占 比/% 白光 12.5 0.25 45 18.2 红光 14.2 0.28 52 24.5 蓝光 10.8 0.20 38 12.8 红蓝混合光 15.6 0.31 58 27.3 4 2 3 1 专题强化训练 (1)Rubisco催化CO2固定时，其底物RuBP的生成依赖于光反应提供的___________________。 解析：RuBP的生成需光反应提供的ATP和NADPH。 (2)研究人员发现在蓝光照光后草莓产量下降。请结合上表提出提高产量的改进措施：________________________。 解析：蓝光下气孔导度(0.20 mmol·m-2·s-1)和Rubisco活性(38 U·mg-1)较低，限制CO2固定；红蓝混合光下参数最优。 ATP和NADPH 使用红蓝混合光照光 4 2 3 1 专题强化训练 (3)下图测定照光一段时间内单果质量和叶片叶绿素含量图，发现照光时间超过6 h后，单果质量增长减级。此现象出现的原因可能有_________________________________________________________________________________________________(答两点即可)。 相比照光6 h，照光超过6 h后叶绿素含量减少，光反应减弱，有机物合成受限；运输至果实的有机物受限 4 2 3 1 专题强化训练 解析：由题图可知，照光时间超过6 h后，相比照光6 h，叶绿素含量减少，光反应减弱，有机物合成受限；运输至果实的有机物受限，导致单果质量增长减级。 4 2 3 1 专题强化训练 (4)若将白光组番茄叶片转移至纯红光环境，24小时后检测发现气孔导度增加至0.30 mmol·m-2·s-1，超过持续红光照射的情况，但净光合速率仅提升至13.8 μmol·m-2·s-1，比持续红光要弱。请从净光合作用过程中各种物质间的相互关系角度，试分析限制光合速率进一步提升的可能原因是_________________________________________。 C5再生受限或光反应产物积累导致反馈抑制 解析：在白光照射下Rubisco活性已有一定水平，转移到纯红光环境后酶活性提升不显著，即固定CO2的速率差别不大，而转移至纯红光环境后光反应速率加快，产生的NADPH和ATP含量增加，C3的还原过程加快造成C5积累，导致C5再生受限，抑制了光合作用的进行。 4 2 3 1 专题强化训练 (5)已知红光促进生长素合成进而提高Rubisco活性。请写出验证该结论的实验思路。(药物A可抑制生长素合成，酶的活性测定方法不做要求)_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：已知红光促进生长素合成进而提高Rubisco活性。所以设计实验思路为取三组长势相同的植物，一组进行黑暗处理，一组用红光处理，一组用红光和药物A处理，一段时间后测定三组植物的Rubisco活性和生长素含量。 取三组长势相同的植物，一组进行黑暗处理，一组用红光处理，一组用红光和药物A处理，一段时间后测定三组植物的Rubisco活性和生长素含量 4 2 3 1 专题强化训练 $