2026届高三生物二轮复习课件专题2 细胞代谢⑤

专题2 细胞代谢 热点聚焦4 逆境胁迫对光合作用的影响 【模型构建①】环境胁迫对光合作用的影响 【模型构建②】传统农业生产中的典型管理措施 环境胁迫对光合作用的影响 01 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 来影响农作物的光合作用. ①影响植物 的合成. ②对 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 速率来影响光合作用强度. 光合作用原料CO2不足 导致暗反应速率下降. 环境胁迫，也称为逆境，是对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。 环境胁迫问题主要涉及环境条件对植物细胞代谢的影响， 主要考查角度及原理分析如下： 光反应 叶绿素 类囊体薄膜 暗反应 环境胁迫对光合作用的影响 01 类型 影响原理 主要表现 温度 低温逆境和高温逆境，主要通过 影响 和 来 影响光合作用. ①叶绿体的结构和酶的功能受到破坏. ②引起气孔关闭，影响CO2的吸收. 酶的活性 气孔导度 【归纳拓展】高温胁迫 ① 下降，细胞代谢速率(如：光合速率和呼吸速率)下降； ② 下降，CO2吸收减少，影响光合作用暗反应； ③ 结构改变，控制物质进出细胞能力减弱； ④叶绿体内 含量减少，吸收、传递、转化光能减弱； 叶绿体 结构受损，影响光合作用光反应。 酶的活性 气孔导度 细胞膜 光合色素 类囊体薄膜 环境胁迫对光合作用的影响 01 类型 影响原理 主要表现 温度 低温逆境和高温逆境，主要通过 影响 和 来 影响光合作用. ①叶绿体的结构和酶的功能受到破坏. ②引起气孔关闭，影响CO2的吸收. 酶的活性 气孔导度 【归纳拓展】低温胁迫 ① 结构改变，细胞膜的流动性下降，溶质外渗等； ②细胞内 ，机械损伤影响代谢，细胞死亡。 细胞膜 结冰 环境胁迫对光合作用的影响 01 类型 影响原理 主要表现 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的吸收而影响 ，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 ，对细胞造成毒害。 暗反应 酒精 【归纳拓展】干旱胁迫 ①叶绿体结构受损，光合色素合成减少，影响 速率； ②气孔导度下降，CO2吸收较少，影响 速率； 光反应 暗反应 【适应性调节】 ① 大分子有机物分解，提高细胞渗透压，增强吸水性； ② 根生长， 地上部分生长，提高植物根冠比，提高抗旱性。 促进 抑制 促进 环境胁迫对光合作用的影响 01 类型 影响原理 主要表现 无机盐 ①影响叶绿体中物质和结构的形成，如： (Mg2+)。 ②盐胁迫影响根系吸水，进而影响 。 ③重金属盐会影响 和光合作用有关 。 叶绿素 气孔开放程度 【归纳拓展】盐碱胁迫 活性氧积累，攻击 等， 结构受损，控制物质进出细胞能力减弱； 结构受损，光合速率下降。 磷脂和蛋白质 细胞膜 【适应性调节】 ①渗透调节，如游离脯氨酸含量增加，细胞液浓度 ； ② 抗氧化酶活性，如：过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性升高。 增加 提高 叶绿素的合成 酶的活性 叶绿体 传统农业生产中的典型管理措施 02 1. ： ①无机肥料(如：氮肥、钾肥等)：扩大叶面积、增加叶绿素含量； ②有机肥料(如：秸秆、农家肥等)：被土壤微生物分解后，不仅提供矿质元素， 还提供CO2，还可改善土壤结构。 合理施肥 传统农业生产中的典型管理措施 02 2. ： ①增加土壤透气性，有利于矿质元素的吸收； ②去除杂草，促进根系伸展，调节土壤水分状况。 中耕松土 传统农业生产中的典型管理措施 02 3. ： ①充分利用光能和土壤中的矿质元素； ②强化空气流通，有利于提供CO2含量。 合理密植 1.(2024·湖北，21)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CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科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(图1)。已知ht1基因、rhc1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)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和 ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。 (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/失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率 (填“增大/不变/减小”)。 真题引领【P32】 03 失水 减少 →气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。 (2)图2中的wt组和r组对比， 说明高浓度CO2时rhc1基因产物 (填“促进”或“抑制”)气孔关闭。 促进 有r 野生型(wt)、 ht1基因功能缺失突变体(h)、 rhc1基因功能缺失突变体(r)和 ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r) 无r →由实验结果可得，rhc1基因正常的wt组，其在高CO2浓度下气孔开放程度更低，说明rhc1基因产物促进气孔关闭。 (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： .. 脱落酸含量上升会导致气孔关闭，蒸腾作用散失水分减少，有利于适应干旱环境。 →必备知识 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是 (填“ht1”或“rhc1”)。 rhc1 wt组 :有h有r， h组 :无h有r， r组 :有h无r， h/r组:无h无r， →无h的前提下，有r等同于无r,说明：r→h→调节气孔关闭 →无r的前提下，有h即可调节气孔开放,说明：r→h→调节气孔关闭 1．高温、干旱、盐碱和强光等非生物胁迫是影响小麦光合作用的主要因素。 (1)植物的光反应系统由PSⅠ和PSⅡ构成，二者均由光合色素和相关蛋白质构成。小麦的PSⅡ(D1蛋白是PSⅡ的重要组成成分)更易受高温胁迫影响，机理如图所示：一方面，高温使 膜流动性增强， PSⅡ从膜上脱落； 另一方面，高温引起活性氧ROS含量增多， 可通过 . 和 . 两条途径使PSⅡ失活抑制光反应。 预测演练【P34】 04 类囊体 抑制D1蛋白合成 →必备知识 直接损伤/破坏D1蛋白的空间结构 →看图说话 (2)干旱是土壤缺水引起的非生物胁迫。干旱处理后的小麦根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔变小，光合作用速率 。 干旱条件下，脱落酸对植物生命活动的积极意义是： . 。(4)强光下植物光合速率下降的现象称为“光抑制现象”，产生光抑制的主要原因是强光下叶片吸收的光能过剩，会破坏叶绿体的结构。植物体能调整自身生理结构或者调节光能在叶片上的去向进行自我保护。据此推测植物体应对“光抑制”的 具体措施 (答出1点即可)。 降低 抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内的水分。 干旱条件下脱落酸含量升高， 叶绿体避光运动/增加热耗散 (3)盐碱胁迫会抑制小麦生长。科研工作者进行了如下研究，根据表中数据可知，重度盐碱胁迫使小麦净光合速率下降，是否由气孔导度变化引起的？ (填“是”或“否”)，依据是: 。 否 重度盐碱胁迫下，气孔导度虽然减小，但胞间二氧化碳浓度反而增大 组别 净光合速率 (μmol·m－2·s－1) 气孔导度 (μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度 (μL·L－1) 对照 36.211 1 495.16 303.55 重度盐碱胁迫 18.94 1 025.03 317.62 注：气孔导度是衡量气孔开放程度的指标。 2．(2025·湛江一模)番茄的口感品质与葡萄糖和果糖含量呈正相关。 番茄体内有机物的合成与分配机理如图甲所示。回答下列问题： 预测演练【P35】 04 (1)番茄植株光合作用过程中，CO2在叶肉细胞的 (填具体场所)被固定。 叶绿体基质 →必备知识 04 (2)据图甲可知细胞壁转化酶的功能是 。 实践发现：热胁迫使番茄大幅减产、口感品质低下。 对此，检测正常条件及热胁迫处理下番茄果实部位的糖含量，结果如图乙。 请结合图甲分析热胁迫导致番茄减产且口感品质变差的原因可能是: 。 将蔗糖水解为葡萄糖和果糖 →温度主要通过影响酶的活性和气孔导度来影响光合作用. 热胁迫抑制细胞壁转化酶发挥作用，使蔗糖难以分解为葡萄糖和果糖进入果实 (3)为探明热胁迫导致番茄减产的机制，并解决这一问题，科研人员设计并开展下列实验。 ①检测发现热胁迫下番茄细胞中LIN5基因表达水平降低，其他基因无明显变化。为验证LIN5基因是热胁迫下影响光合产物分配的关键基因，科研人员敲除LIN5基因获得突变体lin5CR并置于 (填“正常”或“热胁迫”)条件下培养，若出现番茄大幅减产、口感品质低下现象，则假设正确。这种自变量控制方法称为 原理。 ②热响应元件是一种当环境中温度升高时可触发转录的DNA片段，科研人员拟利用其调控LIN5基因表达的水平，从而培育出热胁迫条件下稳产的lin5-de基因修饰植株，则在进行基因工程的核心步骤时要将热响应元件插入 。 ③利用植物组织培养技术培育lin5－de基因修饰植株过程中，可通过调节培养基中 两种激素的比例来诱导愈伤组织分化。 正常 减法 启动子之前 生长素、细胞分裂素 3．(2025·汕头二模)苹果种植园土壤盐碱化会造成植物根系对水分和营养的吸收能力减弱，影响其光合特性，严重抑制苹果生长。回答下列问题： (1)苹果叶片中的光合色素吸收光能将水分解为 。 土壤盐碱化使苹果苗叶片失绿、萎蔫，苹果叶片可能发生的生理变化是 。①类囊体膜脂氧化受损 ②气孔开放度明显增大 ③细胞液渗透压升高 ④干物质积累速率增加 预测演练【P35】 04 O2和H+、e- ①③ →导致叶绿素含量减少，则苹果幼苗叶片失绿，√； →根系对水的吸收能力减弱，为减少水分散失， 气孔开放度减小，×； →可使细胞从外界吸收水分，以适应盐碱环境，√； →盐碱胁迫通过影响其光合特性，严重抑制苹果生长，×； (2)植物响应盐碱胁迫的核心机制是Na+、K+的转运。 图1是盐碱胁迫下植物细胞SOS、HKT1和SKOR等转运蛋白跨膜运输离子的示意图。 研究人员对苹果苗施加油菜素内酯类似物EBL，检测并比较盐碱胁迫和EBL处理后 苹果苗植株内离子含量的变化，结果见图2。 据图分析，盐碱胁迫条件下，土壤的Na+通过 的方式进入细胞， 造成Na+和K+运输失衡。细胞内Na+/K+比例 (填“增大”或“减小”)。 协助扩散 增大 →盐胁迫下，Na+含量增加量远大于K+含量增加量，故比例增大。 (3)推测施加EBL能调控Na+、K+离子转运蛋白基因的表达缓解Na+/K+比例失衡现象。请在图3相应位置绘出能支持该推测的实验结果。 【解析】盐碱胁迫下，细胞内Na+/K+比例增大。 施加EBL可缓解Na+/K+比例失衡现象， 即：①减小胞内Na+，②增加胞内K+。 故： ①运输Na+外流的SOS基因表达量大于盐碱胁迫，但小于对照。 ②运输K+外流的SKOR基因表达量小于盐碱胁迫。 $