高考生物 专题强化练(热点题型) (19)

(二)细胞代谢——聚焦代谢影响因素及相关实验
1．(2019·淮南二模)如图表示在水肥充足、温度适宜的条件下，光照强度、CO2浓度对大棚蔬菜光合速率的影响。

回答下列问题：
(1)限制BC段光合速率的环境因素主要是___________________________________。

(2)增加大棚中的光照强度、CO2浓度都可以提高C3还原速率，进而提高光合速率。

两者作用机理不同之处是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)据图分析，若要实现大棚蔬菜增产，请给大棚蔬菜种植户提出科学合理的建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)CO2浓度(2)前者是通过促进光反应来促进C3还原速率，后者是通过促进CO2的固定来促进C3还原速率(3)白天增加光照强度、使用农家肥，夜间降低大棚温度等
解析(1)据题图分析可知，该实验是在最适温度条件下测定的，BC段已经达到光饱和点，此时限制光合作用的因素不再是光照强度，而是CO2浓度。

(2)C3还原速率与光反应提供的[H]和ATP及其来源有关，光反应产生的[H]和ATP速率增加可以促进C3的还原，暗反应中CO2的固定速率，同样影响C3的还原，故前者是通过促进光反应来促进C3还原速率，后者是通过促进CO2的固定来促进C3还原速率。

(3)实现大棚蔬菜增产，可以通过增加白天的光照强度，使用农家肥提高大棚中的CO2浓度来提高光合速率，降低夜间大棚温度来减少呼吸作用对有机物的消耗来达到增产效果。

2．莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。

图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体莲藕和普通
莲藕的净光合速率。

图2中A、B表示某光照强度下该突变体莲藕与普通莲藕的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。

回答下列问题：
(1)藕极易褐变，这是细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的，将藕在开水中焯过后可减轻褐变程度，原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。

藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕主要进行________呼吸，在藕采收的前几天，向藕田灌水并割去荷叶的叶柄，有利于_________________________________________
___________________________________________________________，提高藕的品质。

(2)图1中光照强度低于a时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，据题意推测引起这种差异的主要原因是__________________________，导致相关反应减弱。

(3)据图2分析，__________(填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

可以推测图2是在图1中________(填“＞a”“＝a”或“＜a”)。

(4)图1中，大于a点的光照强度时，与普通莲藕相比突变体莲藕虽叶绿素含量少，却具有较高的净光合速率，其可能的原因是______________________________________________
_____________________________________________________________(答出一点即可)。

答案(1)高温使多酚氧化酶失去活性，抑制了褐变过程有氧减少氧气流入，降低呼吸作用，减少有机物的损耗(2)突变体莲藕的叶绿素含量较低(3)突变体突变体莲藕的气孔导度大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体莲藕的光合速率较高，能较快地消耗CO2＞a(4)充足的光能弥补了色素缺乏的不利影响(或突变体莲藕的暗反应效率较高)
解析(1)酶所催化的反应条件比较温和。

在高温环境中，多酚氧化酶因空间结构遭到破坏而失去活性，抑制了褐变过程，所以将藕在开水中焯过后可减轻褐变程度。

藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，为细胞提供氧气，因此藕主要进行有氧呼吸。

在藕采收的前几天，向藕田灌水并割去荷叶的叶柄，有利于减少氧气流入，降低呼吸作用，减少有机物的损耗，提高藕的品质。

(2)已知突变体莲藕的叶绿素含量仅为普通莲藕的56%，据此可推知图1 中光照强度低于a 时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕的主要原因是突变体莲藕的叶绿素含量较低，吸收的光能较少，导致光反应减弱。

(3)图2显示突变体莲藕的气孔导度比普通莲藕的大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕相近，说明突变体莲藕的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2多。

图1显示，在光照强度大于a 时，突变体莲藕的净光合速率高于普通莲藕，据此可推测图2是在图1 中“＞a”时的光照强度下测得的结果。

(4)图1中，当光照强度大于a点时，与普通莲藕相比，突变体莲藕虽叶绿素含量少，却具有较高的净光合速率，其可能的原因是突变体莲藕的气孔导度大于普通莲藕，但胞间CO2浓度与普通莲藕相近，使得突变体莲藕的暗反应效率较高；也可能是充足的光能弥补了色素缺乏的不利影响。

3．植物在高温低湿条件下由于蒸腾速率增高，失水严重，造成叶的气孔关闭，导致光合速率急剧下降的现象称为“光合午休”。

为了探究某地夏日晴天中午，温度和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株均分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。

于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示，回答下列问题：
(1)根据实验结果分析，中午对小麦光合速率影响较大的环境因素是____________；为降低小麦“光合午休”的程度可通过适当________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度。

(2)根据实验结果，可以推测____________(填“实验组一”或“实验组二”)的小麦气孔开度更大；导致实验组一光合速率低的原因是_________________________________。

(3)在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)湿度(或相对湿度)增加(2)实验组二该组小麦气孔关闭程度更大，CO2吸收下降影响光合作用暗反应，使光合速率下降(3)四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
解析(1)根据实验结果分析，中午对小麦光合速率影响较大的环境因素是(相对)湿度，其依据是相同温度条件下，小麦光合速率随(相对)湿度的增加而明显加快，但(相对)湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显。

并可推测，增加麦田环境的(相对)湿度可降低小麦“光合午休”的程度。

(2)实验组一与二相比，组二湿度较高，净光合速率较大，说明单位时间内吸收二氧化碳的量较多，气孔开放程度较大，导致实验组一光合速率低的原因是该组小麦气孔关闭程度更大，CO2吸收下降影响光合作用暗反应，使光合速率下降。

(3)在实验组中，比较实验组二、三、四可推知，小麦光合作用的最适温度在31 ℃左右，而第四组的环境温度未达到光合作用的最适温度，因此若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。

4．(2019·吉林一模)为了探究低温对云南小粒咖啡和大粒咖啡两种作物光合速率的影响，科研人员连续三天对这两种咖啡幼苗进行夜间4 ℃低温处理，原地恢复4天后，测量两种咖啡的光合速率的变化，得到的实验结果如图所示。

请回答下列问题：
(1)经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是________________________________________________________
________________________________________________________________________。

由图中数据可知，夜间低温处理对________咖啡的生长影响较大。

(2)某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法是否正确？__________，请说明理由：______________________________ ________________________________________________________________________。

(3)经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在________(填“正常”或“夜间低温处理”)的环境中种植培养，若_________________________________________________，
则说明夜间低温处理只影响了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。

答案(1)低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率大粒(2)不正确夜间植物缺乏光反应提供的[H]和A TP，暗反应几乎无法进行(3)正常培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同
解析(1)经夜间低温处理后的幼苗，其叶片会转黄，由此分析，夜间低温处理能降低植物光合速率的原因最可能是低温会影响叶绿素的合成，使叶绿素含量降低，从而降低植物的光合速率。

由图中数据可知，夜间低温处理相对小粒咖啡，大粒咖啡光合速率下降得更多，可见夜间低温对大粒咖啡的生长影响较大。

(2)某同学认为夜间低温处理会使植物产量降低的主要原因是低温影响了植物夜间暗反应的进行，这种说法不正确。

因为夜间植物缺乏光反应提供的[H]和ATP，暗反应几乎无法进行。

(3)经夜间低温处理后，大粒咖啡难以恢复正常生长，为了验证夜间低温处理没有改变大粒咖啡的遗传物质，可取夜间低温处理的大粒咖啡的种子在正常的环境中种植培养，若培养得到的成熟植株和在夜间低温处理前的原植株的光合速率几乎相同，则说明夜间低温处理只影响
了大粒咖啡的性状，而没有改变其遗传物质。

5．回答下列与光合作用有关的实验问题：
(1)光合促进剂是一种植物生长调节剂，具有与生长素类似的作用。

某科研人员利用番茄为实验材料来探究其生理作用，其实验过程如下：
实验材料：生长状况相同且长势良好的番茄若干株、适宜浓度的光合促进剂、蒸馏水、尺、天平等。

实验步骤：
步骤一：选取生长状况相同且长势良好的番茄若干株，平均分为甲、乙、丙、丁四组。

步骤二：给予甲、丙两组喷洒_______________________________________________，
给予乙、丁两组喷洒等量的蒸馏水。

步骤三：将四组番茄放置于______________的条件下培养，观察四组番茄的叶片颜色，并测量计算植株的平均株高；待成熟后计算坐果数量以及单果重量。

实验结果：如下表所示。

植株生长状况、产量记录表
根据所学知识冋答下列问题：
①该实验遵循的实验原则有______________________________________等。

据表分析，推断光合促进剂增加番茄产量的原因是能促进叶绿素的合成，提高光能利用率，促进植株生长，进而提高坐果数和平均单果重。

②若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a，则当光合促进剂的浓度小于a时，番茄产量__________(填“会”“不会”或“不一定”)降低，因为_____________________。

(2)低温寒潮会造成农作物受灾，光合作用受低温影响较显著。

科研人员用黄瓜研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响。

①选取黄瓜叶片，沿叶脉将叶片一分为二，在相同且适宜的条件下，分别测定叶片的光合作用强度。

然后进行两种预处理：一半置于低温弱光下，一半置于____________下，在培养箱内处理6小时。

之后，再次置于相同且适宜的条件下，测定光合作用强度，结果如上图。

该实验能得出的结论是_______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

②为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因，用NADP＋作为受体来测定NADPH生成速率的变化，结果如下表：
实验结果表明，____________的预处理导致光反应减弱更显著，进一步影响暗反应中的____________过程，最终导致光合作用强度减弱较明显。

答案(1)适量且适宜浓度的光合促进剂相同且适宜
①对照原则、单一变量原则和平行重复原则②不一定不能确定a是否为最适浓度(2)①低温黑暗低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度；低温弱光比低温黑暗的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著②低温弱光C3还原
解析(1)该实验的目的是探究光合促进剂的生理作用，因此实验的自变量为是否喷施适量且适宜浓度的光合促进剂，喷施适宜浓度的光合促进剂的一组为实验组，对照组应该喷施与光合促进剂等量的蒸馏水。

该实验中的培养条件是无关变量，实验过程中无关变量应保持一致且适宜，因此要将四组番茄放置于相同且适宜的条件下培养；由表格中的信息可知，实验的因变量是叶片颜色、平均
株高、坐果数和平均单果重，因此一段时间后，要观察四组番茄的叶片颜色，测量并计算每组番茄的平均株高、待成熟后计算每组坐果数量、称量并计算单果重量的平均值。

①分析表格中的信息可知，实验的因变量是叶片颜色、平均株高、坐果数和平均单果重，有4个因变量；甲、丙两组实验处理方法相同为实验组，乙、丁处理方法相同，为对照
组，目的是为了消除偶然因素对实验结果的影响，实验时应遵循对照原则、单一变量原则和平行重复原则。

②由于生长素作用具有两重性，光合促进剂具有生长素效应，因此若实验过程中使用的光合促进剂浓度为a，则当光合促进剂的浓度小于a时，番茄产量不一定降低。

(2)①分析题图可知，实验进行两种预处理：一半置于低温弱光下，一半置于低温黑暗下，在培养箱内处理6小时。

根据柱形图中光合作用强度相对值看出，低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度；低温弱光比低温黑暗的预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著。

②实验结果表明，低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，而NADPH将用于暗反应中C3的还原，最终导致光合作用强度减弱较明显。