热考微练3研读植物代谢

热考微练3研读植物代谢“三率两点”的测定及判定(分值：45分)授课提示：对应课后定时检测案28页选择题每题3分。1．某小组为探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是()A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C.四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D.若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短解析：本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现)，温度、光照等属于无关变量，应保持相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；本实验是在适宜温度下进行的，若从适宜温度降低到4℃，与光合作用相关的酶的活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。答案：B2．(2026·山东烟台一模卷)科研人员探究了不同光照强度下某植物光合作用、呼吸作用的变化规律，相关指标的检测结果如表所示。下列说法正确的是()光照强度/%净光合速率/(μmol·m-2·s-1)呼吸速率/(μmol·m-2·s-1)叶绿素含量/(mg·g-1)28.613.431.091.9652.513.981.582.1578.314.132.122.5610012.383.671.83A.该植物可以通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境B.实验中该植物最大光合作用速率为16.05μmol·m-2·s-1C．若光照强度由78.3%降至52.5%，短时间内植物体内C3含量会下降D．实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会减弱解析：随着光照强度的下降，植物的呼吸速率下降，因此该植株可通过降低呼吸速率来适应低光照强度环境，A正确；光照强度为78.3%时，实验中该植物光合作用速率最大，为14.13＋2.12＝16.25(μmol·m-2·s-1)，B错误；降低光照强度，光反应产物ATP和NADPH减少，C3的还原减弱，短时间内CO2固定速率不变，C3的含量会上升，C错误；实验中低光照叶绿素的含量比光照强度为100%时叶绿素含量有所增加，所以实验中低光照适应后该植物对光能的吸收能力会增强，D错误。答案：A3．(13分)(2026·甘肃兰州一模卷)某农业大学研究团队以某种玉米为实验材料，在水培条件下探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置6组氮浓度梯度(0、4、8、12、16、20mmol·L-1)，每组重复3次，于拔节期测定相关指标。实验数据如下：光合参数氮浓度/(mmol·L-1)048121620净光合速率/(μmol·m-2·s-1)01235281810气孔导度/(mmol·m-2·s-1)080150220230235胞间CO2浓度/(μmol·mol-1)450380260280320360(1)实验中设置氮浓度梯度重复3次的目的是______________________________。(2)电镜观察发现，缺氮组(0mmol·L-1)叶肉细胞的叶绿体基粒片层结构稀疏，类囊体膜破损率增加至45%。在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响____________的生成，导致暗反应中________过程受阻。(3)缺氮组胞间CO2浓度高达450μmol·mol-1，但净光合速率为0。从光反应与暗反应的关系解释此现象：________________________________________________________________________。(4)若要验证“缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关”的假设，请写出实验思路________________________________________________________________________。(5)某玉米田地中土壤氮含量为5mmol·L-1，农民计划通过追肥将氮浓度提升至16mmol·L-1以提高产量。请结合本研究数据评价该方案的合理性，并提出优化建议________________________________________________________________________。解析：(1)实验中之所以设置氮浓度梯度重复3次，其目的主要是为了减少数据误差，提高实验准确度。(2)基粒是由类囊体薄膜堆叠而成，是光反应的场所，所以在光反应中，叶绿体基粒损伤会直接影响光反应产生的ATP和NADPH，ATP和NADPH会参与暗反应C3的还原，所以会导致暗反应中C3的还原过程受阻。(3)N元素会参与光反应阶段ATP、NADPH、暗反应阶段所需的酶的合成，所以缺氮组光反应产物(ATP和NADPH)不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率，即净光合速率为0。(4)实验目的是验证缺氮导致光合速率下降与叶绿素含量直接相关，其自变量为是否缺氮，因变量为叶绿素含量、净光合速率，所以其实验设计思路为：取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，验证两者的相关性。(5)依据表格信息可知，5～16mmol·L-1范围内，玉米的净光合速率均可能高于5mmol·L-1时的净光合速率，且氮浓度在8mmol·L-1时，净光合速率开始下降，说明应将氮浓度提高至8mmol·L-1，该值附近净光合速率最大，综上，上述建议具有一定的合理性。答案：(1)减少数据误差，提高实验准确度(2)NADPH和ATPC3的还原(3)缺氮组光反应产物不足，使得光反应为暗反应提供的反应物不足，CO2固定停止，胞间CO2无法被消耗进而影响暗反应速率，导致总光合速率等于此过程中的呼吸速率(4)取缺氮组与正常组叶片，用无水乙醇提取色素并测定叶绿素含量，同时测定两组净光合速率，分析两者相关性(5)具有一定的合理性，5～16mmol·L-1范围内随浓度上升净光合速率均可能高于5mmol·L-1的净光合速率，但8mmol·L-1之后净光合速率下降，建议提高至8mmol·L-1，该值附近净光合速率最大4．(13分)随着全球气候变化的加剧，干旱胁迫对植物生存和农业生产的影响日益严重。猕猴桃是我国许多地区的重要经济作物，为探明猕猴桃对不同干旱胁迫的响应机制，研究小组用同一品种的猕猴桃幼苗为材料，探究土壤干旱程度对猕猴桃光合特性的影响，部分测量参数如表所示，不考虑干旱对呼吸作用的影响。回答下列问题。生理指标水分适宜轻度干旱中度干旱重度干旱叶绿素含量/(mg·g-1)0.980.870.650.26气孔导度/(mmol·m-2·s-1)0.630.540.480.41胞间CO2浓度/(μmol·mol-1)413.67393.38438.33468.62净光合速率/(mmol·m-2·s-1)19.8317.0515.0211.58(1)水在光合作用中的作用有________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)叶绿体中的光合色素分布在________上，提取叶绿体中的光合色素时，常用试剂为________。随干旱程度增加，猕猴桃的叶绿素含量明显降低，科研人员推测主要减少的色素为叶绿素b，简要写出验证这一推测的实验思路：________________________________________________________________________。(3)随干旱程度增加，猕猴桃的净光合速率呈下降趋势，这与光合作用的光反应阶段和暗反应阶段都受到限制有关。研究人员根据表中信息分析，暗反应阶段受限并非完全由气孔导度减小所致，其理由是________________________________________________________________________。(4)“CO2补偿点”是指光合速率与呼吸速率相等时的外界CO2浓度。根据表中信息推测，随着干旱胁迫程度加重，猕猴桃的“CO2补偿点”会________(填“变大”或“变小”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)作为光反应的原料，被分解为氧气和H＋；参与光合作用原料和产物的运输；作为光合作用反应过程的介质，为光合作用提供液体环境(2)类囊体薄膜无水乙醇分别取水分适宜、轻度干旱、中度干旱、重度干旱四组的等量绿叶，对这四组绿叶进行色素的提取和分离操作，对比四组滤纸条上黄绿色(叶绿素b)色素带的宽度(3)中度和重度干旱胁迫下，气孔导度减小，而胞间CO2浓度却上升(4)变大呼吸速率不变，(叶绿素含量下降导致)光合速率有下降趋势，需要提高CO2浓度才能维持光合速率与呼吸速率相等5．(13分)(2023·广东卷，18)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)水稻材料叶绿素含量/(mg/g)类胡萝卜素含量/(mg/g)类胡萝卜素/叶绿素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析图表，回答下列问题。(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和___________，叶片主要吸收可见光中的________光。(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol·m-2·s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和__________________________。(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体______________________，是其高产的原因之一。(4)试分析在0～50μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图甲和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿色可推测，主要吸收红光和蓝紫光。(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol·m-2·s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，从柱状图中看出，ygl的呼吸速率高于WT，因此ygl的最大实际光合速率高于WT，因此达到最大实际光合速率需要的最小光照强度大，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，据图乙和图丙可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图丙可知ygl呼吸速率较高。(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体光能利用率高，是其