专题2 专题强化训练8 细胞呼吸和光合作用的影响因素(二)-【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8　细胞呼吸和光合 作用的影响因素(二) 1 1．(2025·东北三省四校高三模拟)科研人员在高海拔低温且光照变化复杂的环境中发现一种植物X。在低光照强度下，植物X叶片中的一种特殊蛋白质(P蛋白)含量显著增加。回答下列问题： (1)在一定范围内，随着光照强度增强，光反应产生的________________增多，促进暗反应的进行；同时，气孔导度增大，CO2供应充足，使得光合速率________(填“升高”“降低”或“不变”)。 ATP和NADPH 升高 4 1 2 3 专题强化训练 解析：光反应会产生ATP和NADPH，在一定范围内，光照强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，ATP和NADPH用于暗反应中C3的还原，从而促进暗反应的进行；气孔导度增大，CO2供应充足，光反应增强使提供的ATP和NADPH增多，暗反应也增强，使得光合速率升高。 4 1 2 3 专题强化训练 (2)研究发现，当温度骤降至5 ℃时，植物X的呼吸速率会先快速下降，然后逐渐恢复到接近原来的水平。呼吸速率快速下降的原因是_________________________________________。 随着时间推移，细胞可能通过调节机制，如增加酶的__________(填“合成量”或“分解量”)或改变酶的空间结构，使呼吸速率逐渐恢复到接近原来的水平。 温度骤降使与呼吸作用有关的酶活性降低 合成量 4 1 2 3 专题强化训练 解析：温度会影响酶的活性，当温度骤降至5 ℃时，与呼吸作用有关的酶活性降低，导致呼吸速率快速下降。随着时间推移，细胞可能通过调节机制，如增加酶的合成量，使呼吸作用相关酶的数量增多，或改变酶的空间结构使其活性恢复，从而使呼吸速率逐渐恢复到接近原来的水平。 4 1 2 3 专题强化训练 (3)关于P蛋白的作用，以下推测可能正确的是________。　 A．P蛋白能协助吸收和利用光能，提高光合效率 B．P蛋白能协助增大气孔导度，提高CO2的供应量 解析：在低光照强度下，植物X叶片中的P蛋白含量显著增加，推测P蛋白可能协助吸收和利用光能，提高光合效率，A正确；低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH减少，此时增大气孔导度，提高CO2的供应量，也不会提高光合效率，因此P蛋白的作用应该不是协助增大气孔导度，提高CO2的供应量，B错误。 A 4 1 2 3 专题强化训练 (4)若将该植物从高光照强度突然转移至低光照强度环境中，短时间内叶绿体中C3的含量会________(填“增加”或“减少”)，原因是______________________________________________________________________________________________________________。 解析：将该植物从高光照强度突然转移至低光照强度环境中，光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，C3的还原速率减慢，而CO2固定生成C3的速率不变，所以短时间内叶绿体中C3的含量会增加。 增加 光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，C3的还原速率减慢，而CO2固定生成C3的速率不变 4 1 2 3 专题强化训练 (5)科研人员进一步研究发现，在高海拔环境中，该植物通过增加细胞内的可溶性糖含量来提高对寒冷和干旱等不良环境的抗性。试推测可溶性糖含量增加能够提高植物抗逆性的原因：________________________________ _________________________________________________________(答出2点)。 解析：可溶性糖含量增加可以提高细胞液浓度，使细胞的吸水能力增强，从而提高植物对干旱的抗性；同时可以降低细胞液的凝固点，防止细胞内的水分结冰，从而提高植物对寒冷的抗性。 提高细胞液浓度，增强细胞吸水能力以抗干旱；降低细胞液凝固点，防止细胞内水分结冰以抗寒冷 4 1 2 3 专题强化训练 2．(2025·河北唐山高三模考)河北省为半湿润气候类型区域，多数年份易发生干旱。研究人员以番茄幼苗为材料，探究干旱胁迫条件下外源施加等量的水杨酸(SA)、油菜素内酯(BR)、褪黑素(MT)对番茄幼苗光合特性的影响，实验结果如下表所示(提示：水分利用效率与植物利用水分的能力呈正相关)。回答下列问题： 组别 净光合速率(mmol CO2·m-2 ·h-1) 呼吸速率 (mmol CO2· m-2·h-1) 气孔导度 (μmol H2O· m-2·s-1) 水分利用效率 (μmol CO2/ mmol H2O) 对照 29.2 8.6 129 2.5 SA 59.8 3.5 180 3.3 BR 27.3 3.1 126 1.8 MT 32.9 6.1 98 3.0 注：气孔导度反映气孔开放程度。 4 2 3 1 专题强化训练 (1)外源施加________________可以提高番茄幼苗细胞中的有机物含量和水分的利用效率，进而提升抗旱能力。 (2)外源施加MT提高番茄幼苗净光合速率的幅度较SA组小，其原因可能是①MT组比SA组的________________高，有机物消耗更多；②MT组与SA组相比，________________下降，导致CO2供应减少，同时暗反应为光反应提供的__________________________减少，导致光合速率较低。 (3)综合以上信息，在培养番茄幼苗时，应选择外源施加________，更有利于番茄幼苗在干旱条件下生长。 SA、MT 呼吸速率 气孔导度 ADP、Pi、NADP＋ SA 4 2 3 1 专题强化训练 (4)干旱条件下植物细胞内会积累大量活性氧(自由基)，导致膜结构受损。为探究SA缓解干旱胁迫的机理，科研人员分别测定番茄根细胞中超氧化物歧化酶(催化活性氧的分解)与丙二醛(可以损伤生物膜结构)的含量，结果如下图所示。   ①活性氧能导致生物膜结构受损， 主要攻击膜成分中的________，并引起雪崩式反应。 ②结合图示分析，SA通过________________________________________，从而缓解干旱胁迫对番茄幼苗的影响。 磷脂 提高超氧化物歧化酶活性和降低丙二醛含量 4 2 3 1 专题强化训练 3．(2025·河北邯郸高三一模)盐胁迫是限制植物生长的重要环境因素之一，给农业带来了持续且严重的危害。褪黑素(MT)是一种吲哚胺类物质，植物中MT合成的主要部位在叶绿体和线粒体中。植物MT能调控植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程。某科研团队研究了叶片喷施MT对盐胁迫下石榴光合生理特性的影响，部分结果如下表所示。回答下列问题： 指标 处理 净光合速率/(μmol· m-2·s-1) 气孔导度/(mol·m-2 ·s-1) 蒸腾速率/ (mmol· m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol· mol-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) CK(营养液＋叶片 喷施清水) 12 0.20 6.5 280 2.5 T1(营养液＋200 mmol·L-1NaCl) 6 0.08 4.5 400 0.8 T2 9 0.13 5.0 320 1.5 4 2 3 1 专题强化训练 (1)MT是植物激素，理由是_________________________________________ ________________________。 研究表明低浓度MT可以促进种子萌发，与低浓度MT具有协同作用的植物激素是___________。 解析：植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。题目中提到植物中MT合成的主要部位在叶绿体和线粒体中，能调控植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程，所以MT是植物激素。赤霉素也能促进种子萌发，所以与低浓度MT具有协同作用的植物激素是赤霉素。 MT是植物体内产生的对植物的生长发育有显著影响的有机物 赤霉素 4 2 3 1 专题强化训练 (2)与CK组相比，T1组盐胁迫条件下，植物气孔导度下降，从适应环境的角度分析，气孔导度下降的意义是___________________________________。 T2组的实验处理是_______________________________________。 与T1组相比，T2组石榴的水分状况得到改善，说明MT处理通过________________________来改善盐胁迫下植株的水分状况。 降低蒸腾作用，从而减少水分的散失 营养液＋200 mmol·L-1NaCl＋叶片喷施MT 提高根系吸水能力 4 2 3 1 专题强化训练 解析：在盐胁迫条件下，土壤溶液浓度高，植物容易失水，植物气孔导度下降，可以降低蒸腾作用，从而减少水分的散失，这是植物对盐胁迫环境的一种适应。该实验研究的是叶片喷施MT对盐胁迫下石榴光合生理特性的影响，T1是盐胁迫组(营养液＋200 mmol·L-1NaCl)，CK是对照组(营养液＋叶片喷施清水)，那么T2组应该是盐胁迫＋喷施MT的组，即营养液＋200 mmol·L-1NaCl＋叶片喷施MT。与T1组相比，T2组气孔导度增加，蒸腾速率增加，水分状况得到改善，说明MT处理通过增加气孔导度和蒸腾速率，提高根系吸水能力，来改善盐胁迫下植株的水分状况。 4 2 3 1 专题强化训练 (3)实验结果表明MT处理通过________________________来缓解盐胁迫下净光合速率的降低。为进一步研究MT处理缓解盐胁迫的分子机制，请你提出1个研究课题：________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。 提高叶绿素含量 MT处理对合成叶绿素相关酶基因表达的影响(或MT处理对降解叶绿素相关酶基因表达的影响或MT处理对合成叶绿素相关酶活性的影响或MT处理对降解叶绿素相关酶活性的影响) 4 2 3 1 专题强化训练 解析：由题表数据可知，T2组与T1组相比，叶绿素含量增加(1.5＞0.8)，说明MT处理通过提高叶绿素含量来缓解盐胁迫下净光合速率的降低。为进一步研究MT处理缓解盐胁迫的分子机制，可以提出的研究课题如：MT处理对合成叶绿素相关酶基因表达的影响(或MT处理对降解叶绿素相关酶基因表达的影响或MT处理对合成叶绿素相关酶活性的影响或MT处理对降解叶绿素相关酶活性的影响)。 4 2 3 1 专题强化训练 4．(2025·东北三省三校高三联考)为探究低钾胁迫对水稻光合作用的影响，科研团队设置对照组和缺钾组两个组，分别用正常(不缺钾)和缺钾的土壤培养两组长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片光合作用各个指标，结果如下图所示。回答下列问题： 注：气孔导度表示气孔开放的程度；图中为各个指标的相对值。 4 2 3 1 专题强化训练 (1)在使用光合作用速率测定仪测量水稻叶片光合作用速率时，测量的是叶片CO2的吸收和O2释放速率，该值________(填“能”或“不能”)代表真实的光合作用速率。据图1分析，缺钾组植物对________________(填“红光”“蓝光”或“红光和蓝紫光”)的吸收减少。 不能 红光和蓝紫光 4 2 3 1 专题强化训练 解析：叶片CO2的吸收和O2释放速率代表的是净光合速率，真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率，因此在使用光合作用速率测定仪测量水稻叶片光合作用速率时，测量的是叶片CO2的吸收和O2释放速率，该值不能代表真实的光合作用速率。分析图1，缺钾组叶绿素含量降低，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此缺钾组植物对红光和蓝紫光的吸收减少。 4 2 3 1 专题强化训练 (2)通过图中数据可知，缺钾会导致水稻光合作用速率下降，气孔导度________(填“是”或“不是”)影响光合作用速率的因素，依据是_________________________________________。 解析：与对照组相比，缺钾组气孔导度下降，但胞间CO2浓度增大，说明缺钾会导致水稻光合作用速率下降，气孔导度不是影响光合作用速率的因素。 不是 缺钾组气孔导度下降，但胞间CO2浓度增大 4 2 3 1 专题强化训练 (3)暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的。但O2也能与CO2竞争Rubisco酶，使该酶催化C5和O2反应，生成C3和CO2，此反应过程消耗ATP和NADPH，被称为光呼吸。研究者将缺钾的土壤分成若干组，分别添加不同含量的钾肥，培养长势相同的水稻，培养一段时间后检测水稻叶片CO2固定速率及光呼吸与CO2固定速率的比值如图2所示：光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为________________。若光反应速率降低，光呼吸速率会________(填“升高”“降低”或“不变”)，原因是________________________________________________________________。 叶绿体基质 降低 光反应速率降低，生成的O2、ATP和NADPH减少，O2的竞争能力减弱 4 2 3 1 专题强化训练 解析：暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，C5和O2反应也由该酶催化，暗反应的场所是叶绿体基质，说明光呼吸过程中，C5和O2反应的场所也为叶绿体基质。O2与CO2竞争Rubisco酶，若光反应速率降低，生成的O2、ATP和NADPH减少，O2的竞争能力减弱，从而使光呼吸速率下降。 4 2 3 1 专题强化训练 (4)根据图2实验的结果，推测缺钾导致水稻产量下降的原因可能有____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：结合图2分析，随钾肥含量增加，光呼吸与CO2固定速率的比值下降，而CO2固定速率先上升后保持稳定，说明缺钾导致水稻产量下降的原因可能有缺钾抑制CO2固定速率，使暗反应变慢，合成的有机物减少；同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值，抑制了暗反应，导致水稻光合作用被抑制，产量下降。 缺钾抑制CO2固定速率，使暗反应变慢，合成的有机物减少；同时缺钾提高了光呼吸与CO2固定速率的比值，抑制了暗反应，导致水稻光合作用被抑制 4 2 3 1 专题强化训练 $