2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题6光合作用 —应用集训

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 专题6　光合作用应用篇【应用集训】应用　干旱对植物光合作用的影响1.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。如图为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析错误的是              (　　)A.图中B物质可能是葡萄糖B.线粒体和细胞质基质中均能产生CO2C.PEP、C5均能与CO2结合D.夜间细胞液pH可能会下降答案　A　2.某实验小组探究了土壤干旱对大叶黄杨生长状况和光合作用的影响,设置了正常供水的对照组,含水量为饱和含水量的90%的轻度干旱组,含水量为饱和含水量的70%的中度干旱组和含水量为饱和含水量的50%的重度干旱组,不同组的生理指标的测量结果如表所示,回答下列问题:处理净光合速率[μmol/(m2·s)]光能利用率(%)叶片平均脱落数(片)平均叶面积(cm2)对照组8.760.81015.45轻度干旱5.410.720.2012.93中度干旱3.220.292.819.43重度干旱1.280.165.277.26(说明:以上数据是在处理后第8周测定的,光能利用率=光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块土地所接受的太阳能的比)(1)叶肉细胞中能够分解水并产生[H]的场所有　　　　　　　　　　。 (2)干旱条件下,大叶黄杨的光能利用率不断降低的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)水分减少会刺激大叶黄杨合成　　　　　　　,以促进叶片的脱落。随着水分的减少,大叶黄杨的叶片平均脱落数增加,平均叶面积减少,其意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)类囊体薄膜和线粒体基质　(2)干旱条件下,大叶黄杨的光合作用速率降低,导致光合作用所产生的有机物中所含的能量减少,从而使光能利用率降低　(3)脱落酸　减少叶面积,降低植物的蒸腾作用,减少水分的散失[教师专用题组]【应用集训】应用　干旱对植物光合作用的影响1.(2020广东深圳质检,2)大多数植物气孔的开闭都遵循昼开夜闭的近似昼夜节律,但在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”。以下说法错误的是              (　　)A.白天植物光合作用大于呼吸作用,气孔开放有利于吸收CO2B.夜晚胞间CO2浓度升高,气孔关闭,可减少水分的散失C.“气孔振荡”可让植物光合速率几乎不受CO2亏缺的影响D.“气孔振荡”可提高植物的蒸腾作用而有利于无机盐运输答案　D　白天植物的光合速率大于呼吸速率,植物需吸收环境中的CO2,气孔开放有利于CO2的吸收,A正确;夜间植物无法进行光合作用,呼吸作用积累的CO2导致胞间CO2浓度升高,同时气孔关闭,减少水分的散失,B正确;“气孔振荡”可以使得植物在干旱条件下胞间的CO2浓度维持在正常范围内,使得其光合速率几乎不受CO2亏缺的影响,C正确;“气孔振荡”降低植物的蒸腾作用,不利于无机盐的运输,D错误。2.(2020广东广州调研,29)(10分)控制浇水量(其他条件适宜)模拟干旱条件可用于研究干旱胁迫对植物光合作用的影响。回答下列问题。(1)光合色素吸收的光能除用于水的光解外,还用于合成　　　　　　,暗反应中催化CO2固定的酶存在于　　　　　　　(填“叶绿体外膜”“叶绿体基质”或“类囊体薄膜”)。要探究光合作用产生的氧气中的氧来自H2O还是CO2,可采用的方法是　　　　　　　。 (2)据文献报道,在大气CO2浓度条件下,干旱胁迫会使植物叶片的光合作用强度下降,适当提高CO2浓度能减轻干旱胁迫对叶片光合作用的影响。现要对该研究结果进行验证,写出实验思路。答案　(1)ATP　叶绿体基质　同位素示踪法(或同位素标记法)　(2)在大气CO2浓度下,在正常湿度和干旱条件下处理植物叶片,过一段时间后测定光合作用强度,在提高CO2浓度下,在正常湿度和干旱条件下处理植物叶片,过一段时间后测定光合作用强度,对比后,如果提高CO2浓度后,干旱胁迫时,光合作用强度高于正常大气CO2浓度时光合作用强度,则可验证题述研究结果。解析　(1)光反应中,光合色素吸收的光能一部分用于水的光解,另一部分用于ATP的合成,因为暗反应发生的场所是叶绿体基质,故催化CO2固定的酶存在于叶绿体基质。探究光合作用产生的氧气中的氧来自H2O还是CO2,可采用同位素标记法,即用18O分别标记H2O和CO2。(2)在大气CO2浓度条件下,干旱胁迫会使植物叶片的光合作用强度下降,适当提高CO2浓度能减轻干旱胁迫对叶片光合作用的影响。通过实验验证,根据单一变量原则和对照原则设计实验:在大气CO2浓度下,在正常湿度和干旱条件下处理植物叶片,过一段时间后测定光合作用强度,在提高CO2浓度下,在正常湿度和干旱条件下处理植物叶片,过一段时间后测定光合作用强度,对比后,如果提高CO2浓度后,干旱胁迫时,光合作用强度高于正常大气CO2浓度时光合作用强度,则可验证题述研究结果。3.(2020河南郑州二模,29)(15分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA含量增高引起的。以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。某学生设计的实验思路如下:选取ABA缺失突变体植株,正常条件下测定气孔开度(K1),干旱处理一段时间后,测定气孔开度(K2)。将这些经过干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组:一组在干旱条件下使用ABA处理,一段时间后,测定气孔开度(K3)。另一组　　　　　　　　　　　　　　　　　　,测定气孔开度(K4)。 (1)请将上面“　　　　　　　　”中的内容补充完整。整个实验过程中要保证无关变量相同且适宜,请至少列举两个本实验中的无关变量:　。 (2)K1、K2、K3、K4表现出什么样的关系,就可验证“干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA含量增高引起的”这一结论。　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)ABA在植物体中的主要合成部位:(写出两项)　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)请简述气孔开度变小对植物蒸腾作用和光合作用的影响:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)在干旱条件下不使用ABA处理,一段时间后　光照强度;温度;CO2浓度;植株的大小、生长状态;土壤湿度　(2)K3<K1=K2=K4　(3)根冠、萎蔫叶片　(4)气孔开度变小将使植物的蒸腾作用减弱,光合速率变小解析　(1)该实验的目的是验证气孔开度减小不是由缺水引起的,而是由ABA引起的,即需以ABA缺失突变体为材料,分别在干旱处理前后及以ABA含量为自变量时对比叶片气孔开度大小。本实验的无关变量:光照强度;温度;CO2浓度;植株的大小、生长状态;土壤湿度等。(2)因气孔开度不是缺水直接引起而是ABA含量增高所致,故干旱后的气孔开度不变,而用ABA处理后气孔开度变化较大,即K3<K1=K2=K4。(3)ABA主要在植物体的根冠、萎蔫叶片合成。(4)气孔是植物蒸腾作用散失水分的通道,也是环境中CO2进入叶肉细胞间隙的通道,气孔开度减小,可使植物蒸腾作用减弱,同时影响了环境CO2进入叶肉细胞,导致光合速率变小。4.(2020北京海淀一模,16)德国景天可以生活在高温、干旱的环境中,科研人员对其进行了研究。(15分)(1)植物适应不同环境有不同代谢途径,图1为两类常见的碳固定模式。图1据图分析,模式一和二都在多种酶的催化作用下,将　　　　　　转变成糖类。除此以外,模式一和模式二的整个光合作用过程还有许多共同点,请列举出其中的两点:　 　。 (2)为确定德国景天的碳固定模式,研究人员将德国景天分为甲、乙两组,一次性浇足水后,甲组正常浇水,乙组停止浇水,每隔10天,测定叶片的胞间CO2浓度和PEP羧化酶的活性,结果如图2。图2据实验结果分析,德国景天的碳固定模式为　　　　　,请从下列证据中,选出所有支持判断的证据　　　　　。 ①甲组的胞间CO2浓度较高,且无明显变化②乙组胞间CO2浓度明显降低,且低于实验初期③甲组的PEP羧化酶活性较低,且无明显变化④乙组PEP羧化酶活性明显升高,且高于实验初期(3)综合上述研究,请对德国景天为何能适应高温、干旱作出解释:  　。 答案　(1)CO2　都分解水产生氧气;暗(碳)反应都需要光反应提供ATP和[H];都在叶绿体基质中进行暗(碳)反应;暗(碳)反应都包括CO2的固定和C3还原过程;都可将光能转变成化学能储存　(2)模式一、模式二　①③、②④　(3)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中;白天气孔关闭、减少水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的二氧化碳,不影响光合作用进行解析　(1)光合作用以CO2和H2O为原料,结合图1分析,模式一和二都在多种酶的催化作用下,将CO2转变成糖类。由图1可知,模式一是常见的植物光合作用代谢途径,即在白天气孔开放时,光反应和暗反应能同步进行;模式二中,晚上气孔开放,CO2被固定后以苹果酸的形式临时储存在液泡中,白天气孔关闭,但依旧可正常进行光合作用,只是二氧化碳由储存在液泡里的苹果酸分解而来。由此可知,模式一和模式二的整个光合作用过程有许多共同点,如都分解水产生氧气;暗(碳)反应都需要光反应提供ATP和[H];都在叶绿体基质中进行暗(碳)反应;暗(碳)反应都包括CO2的固定和还原过程;都可将光能转变成化学能储存。(2)模式一中,植物的气孔白天也能正常开放,其胞间CO2浓度会相对较高;而模式二中,植物的气孔只有夜晚才开放,其胞间CO2浓度会相对较低,且由于夜晚固定的CO2需经PEP羧化酶催化成苹果酸,临时储存在液泡中,故PEP羧化酶的活性会相对较高。由图2可知,甲组胞间CO2浓度一直保持在较高水平,PEP羧化酶活性一直较低,故推知其采用模式一碳固定模式;乙组胞间CO2浓度前期较高、后期由于干旱缺水显著降低,PEP羧化酶活性前期较低、后期由于干旱缺水显著升高,故推知其前期采用模式一、后期干旱缺水时采用模式二碳固定模式。(3)德国景天之所以能适应高温、干旱天气是因为高温、干旱时,细胞内PEP羧化酶活性高,夜间气孔打开,固定CO2形成苹果酸,储存在液泡中;白天气孔关闭以减少水分散失,但苹果酸分解提供暗(碳)反应所需的二氧化碳,不影响光合作用进行。