北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
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.(2021届陕西安康高新中学摸底,10)喷洒某种药物可以明显减小植物气孔的张开程度,有利于植物度过干旱
环境,但使用该药物会使植物光合作用速率明显降低,原因是( )
A.水分供应不足 B.C 合成量不足
3
C.C 供应不足 D.NADPH合成量不足
5
答案 B
2.(2020北京东城一模,3)柽柳属植物主要分布在我国荒漠、半荒漠地带,能在盐碱环境中正常生长,具有耐盐
性。它能积累土壤中的无机盐离子,使其细胞液浓度高于土壤溶液。下列相关叙述,正确的是( )
A.柽柳积累土壤中无机盐离子的过程不需要消耗ATP
B.柽柳耐盐性的形成与环境因素有关,与遗传因素无关
C.柽柳根细胞吸收无机盐离子和吸收水分子的方式不同
D.进入冬季气温较低时柽柳吸收无机盐的能力会有所提高
答案 C
3.百合以气孔白天关闭、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均能产生CO
2
C.PEP、C 均能与CO 结合
5 2
D.夜间细胞液pH可能会下降
答案 A
4.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:
净光合速率 光能利用率 叶片平均 平均叶面积
处理
[μmol/(m2·s)] (%) 脱落数(片) (cm2)
对照组 8.76 0.81 0 15.45
轻度干旱 5.41 0.72 0.20 12.93
中度干旱 3.22 0.29 2.81 9.43
重度干旱 1.28 0.16 5.27 7.26
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(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NADPH的场所为 。
(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 (2)干旱环境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CO
2
B.夜晚胞间CO 浓度升高,气孔关闭,可减少水分的散失
2
C.“气孔振荡”可让植物光合速率几乎不受CO 亏缺的影响
2
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CO,气孔开放有利于CO 的吸收,A正
2 2
确;夜间植物无法进行光合作用,呼吸作用积累的CO 导致胞间CO 浓度升高,同时气孔关闭,减少水分的散失,
2 2
B正确;“气孔振荡”可以使得植物在干旱条件下胞间的CO 浓度维持在正常范围内,使得其光合速率几乎
2
不受CO 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
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CO 固定的酶存在于
2
(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HO还是
2
CO,可采用的方法是 。
2
(2)据文献报道,在大气CO 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CO 浓度能减
2 2
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CO 浓度下,在正常湿度和干旱条
2
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CO 浓度下,在正常湿度和干旱条件下处理植物
2
叶片,过一段时间后测定光合作用强度,对比后,如果提高CO 浓度后,干旱胁迫时,光合作用强度高于正常大气
2
CO 浓度时光合作用强度,则可验证题述研究结果。
2
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CO 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HO还
2 2
是CO,可采用同位素标记法,即用18O分别标记HO和CO。(2)在大气CO 浓度条件下,干旱胁迫会使植物
2 2 2 2
叶片的光合作用强度下降,适当提高CO 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
2
单一变量原则和对照原则设计实验:在大气CO 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
2
后测定光合作用强度,在提高CO 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
2
用强度,对比后,如果提高CO 浓度后,干旱胁迫时,光合作用强度高于正常大气CO 浓度时光合作用强度,则可
2 2
验证题述研究结果。
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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(K),干旱处理一段时间后,测定气孔开度(K)。将这些
1 2
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(K)。另一组 ,测定气孔开度(K)。
3 4
(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)K、K、K、K 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
1 2 3 4
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;CO 浓度;植株的大小、生长状态;土
2
壤湿度 (2)K<K=K=K (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
3 1 2 4
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;CO 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
2
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K<K=K=K。(3)ABA主要在
3 1 2 4
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CO 进入叶肉细胞间
2
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CO 进入叶肉细胞,导致光合速率变小。
2
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
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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CO 浓度和PEP羧化酶的活性,结果如图2。
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CO 浓度较高,且无明显变化
2
②乙组胞间CO 浓度明显降低,且低于实验初期
2
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)CO 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
2
应;暗(碳)反应都包括CO 的固定和C 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、
2 3
②④ (3)夜间气孔打开,PEP羧化酶活性高,固定CO 形成苹果酸,储存在液泡中;白天气孔关闭、减少水分散
2
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CO 和HO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CO 转变成
2 2 2
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,CO 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
2
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CO 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
2
白天也能正常开放,其胞间CO 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CO 浓度会
2 2
相对较低,且由于夜晚固定的CO 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
2
相对较高。由图2可知,甲组胞间CO 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
2
式一碳固定模式;乙组胞间CO 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
2
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CO 形
2
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。
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