高考生物一轮复习 限时强化练 强化练1　光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型、逆境(胁迫)对光合作用的影响

光呼吸、C4植物、CAM植物等特殊代谢类型、逆境(胁迫)对光合作用的影响强化练1

(时间：40分钟分值：50分)1.(2025·辽宁沈阳二中质检)聚球藻是海洋中的一种蓝细菌。图1是聚球藻胞内光合片层(同心环样的膜片层结构)上进行的光反应阶段示意图，请据图回答问题：(1)聚球藻光合片层的作用类似于高等植物的____________(填结构名称)，图1中的物质X和物质Y分别是____________和____________。类囊体薄膜H2O(或水)O2(或氧气)(2)在光合片层上，PSⅡ复合体将吸收的光能转化为电能和化学势能，电能最终转化为____________________________________。图1中ATP合酶催化合成ATP所需能量的直接来源是______________________________________________。NADPH和ATP中(活跃)的化学能膜两侧的H＋浓度差(或H＋浓度梯度提供的分子势能)(3)已知聚球藻PSⅡ和PSⅠ复合体中只有叶绿素a，高等植物中具有而聚球藻没有的光合色素有____________________。(4)由图1可知藻胆蛋白体的主要功能是_____________________________。叶绿素b和类胡萝卜素吸收光能并将其传递给叶绿素a(5)光合作用的暗反应中，催化CO2固定的酶Rubisco在CO2浓度较低的环境下，会与O2结合进行光呼吸，消耗有机物，产生CO2。聚球藻等部分蓝细菌细胞内有特殊的羧酶体，结构如图2所示，羧酶体对CO2、O2等气体的通透性较低，羧酶体有利于聚球藻生长的意义是_________________________________________。提高光合作用的效率，减少有机物的消耗解析

(1)聚球藻胞内光合片层上进行光反应阶段，类似于高等植物叶绿体类囊体薄膜的作用。分析图1可知，PSⅡ复合体产生H＋和e－的过程为水的光解，则物质X和物质Y分别是水和氧气。(2)分析图1可知，PSⅡ复合体吸收光能后，将水分解为O2和H＋等，经过电子传递，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能。在ATP合酶的作用下，由H＋浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP。(3)聚球藻只有叶绿素a，而高等植物除了具有叶绿素a外，还具有的光合色素是叶绿素b和类胡萝卜素。(4)由图1可知，藻胆蛋白体的主要功能是吸收光能并将其传递给叶绿素a，从而驱动光反应的进行。(5)据图2分析，羧酶体内部可以维持较高的CO2浓度和较低的O2浓度，从而有利于Rubisco催化CO2的固定而避免光呼吸的发生，故羧酶体有利于聚球藻提高光合作用的效率并减少有机物的消耗。2.(2026·湖南长沙一中联考)仙人掌科植物能在黑暗时开放气孔固定CO2产生苹果酸，光照时苹果酸能脱羧释放出CO2，其部分过程如图所示。(1)黑暗时，仙人掌叶肉细胞在________________(填场所)固定来源于____________________________的CO2，此时景天科植物叶肉细胞中无淀粉生成的原因是________________________________________________________。细胞质基质外界环境和呼吸作用产生没有光照，不能为暗反应提供ATP和NADPH(2)研究发现催化OAA生成的PEP羧化酶的活性具有昼夜差异性，根据图示推测，其在________时活性更高，其生理意义是__________________________________________________________________________________________________________________________。黑暗

夜晚PEP羧化酶活性高有利于固定更多的CO2，白天PEP羧化酶活性低能减少将CO2固定为苹果酸，从而保证更多的CO2用于暗反应(3)有研究表明仙人掌提取物具有降血糖作用，如下为验证实验的部分步骤和预期实验结果，请补充完整。①制作仙人掌提取液：将仙人掌全草入药进行提取、除杂质，再用旋转蒸发器蒸干后加蒸馏水配制成提取液。②建立糖尿病模型鼠：将_____________________的小鼠随机均分成A、B、C3组，给A、B两组小鼠连续4天腹腔注射适量四氧嘧啶(能选择性地引起胰岛B细胞坏死)，测量其空腹血糖。生理状况相似的健康③设置对照组和实验组：A组小鼠每天每只灌胃适量的仙人掌提取液，B、C组小鼠________________________，连续处理4天，在相同且适宜的条件下饲养小鼠，4天后测定各组小鼠的空腹血糖。每天每只灌胃等量蒸馏水④预期实验结果：__________________________________________________。A组空腹血糖浓度低于B组，高于C组解析

(1)由图可知，黑暗时，仙人掌叶肉细胞在细胞质基质固定CO2，这些CO2来源于外界环境和呼吸作用产生。黑暗时，因为没有光照，不能生成ATP和NADPH，此时植物叶肉细胞中无淀粉生成。(2)在黑暗(或夜晚)时PEP羧化酶的活性更高，这有利于将CO2固定在苹果酸中，以供白天使用；白天PEP羧化酶的活性降低，可以保证更多的CO2用于暗反应，而不是被固定在苹果酸中。(3)分组时，将生理状况相似的健康小鼠随机均分成A、B、C3组，其中C组为健康鼠(空白对照组)，A、B组建立糖尿病模型鼠，A组为实验组，B组为对照组，A组灌胃适量仙人掌提取液，B、C组小鼠灌胃等量蒸馏水，根据实验目的(验证仙人掌提取物具有降血糖作用)，预期实验结果为A组空腹血糖浓度低于B组，高于C组(或与C组差不多)。3.(2026·广东湛江模拟)植物叶肉细胞中的Rubisco是一个双功能酶，CO2浓度较高时，倾向于催化五碳糖和CO2反应；O2浓度较高时，倾向于催化五碳糖和O2反应生成CO2(称为光呼吸)。科研人员根据研究成果建构了如图所示的代谢模型，请回答下列问题：(1)植物进行光呼吸需要的条件有________________________________(答出两点)。光照、高O2浓度、低CO2浓度(2)植物进行光呼吸不利于光合作用中有机物的积累，因此为提高农作物的产量需要抑制光呼吸。研究发现，增施有机肥可以抑制光呼吸，原因是有机物被微生物分解后，使____________，CO2的固定________(填“增强”或“减弱”)，从而抑制光呼吸。CO2浓度升高增强(3)已知光反应产物的积累会对叶绿体造成伤害，请分析高光照强度下，植物进行光呼吸的积极意义：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

高光照强度下，植物光反应产生的ATP和NADPH较多，光呼吸可以消耗多余的ATP和NADPH，减弱光反应产物积累对叶绿体造成的伤害(4)研究发现，Mg2＋是Rubisco的重要激活剂，据此推测植物在缺镁条件下，光合速率下降的原因：一方面缺镁会导致________________，影响光反应过程，另一方面缺镁还会导致______________________，影响暗反应过程。光合色素含量降低Rubisco活性下降(5)研究表明，给作物长时间增施CO2会导致其光合速率逐渐减弱，最终影响作物产量，该现象被称为“光合适应”，根据所学知识，推测产生“光合适应”的原因：____________________________________________________________。淀粉积累过多，抑制了光合作用解析

(1)由题干信息“CO2浓度较高时，倾向于……反应生成CO2(称为光呼吸)”可知，光呼吸的条件是高O2浓度、低CO2浓度，除此之外还需要光照。(2)增施有机肥，有机物被微生物分解后，CO2浓度升高，Rubisco倾向于催化五碳糖和CO2反应，即CO2的固定增强，从而抑制光呼吸。(3)已知光反应产物的积累会对叶绿体造成伤害。在高光照强度下，植物光反应产生的ATP和NADPH较多，光呼吸可以消耗多余的ATP和NADPH，从而减弱光反应产物积累对叶绿体造成的伤害。(4)Mg2＋是Rubisco的重要激活剂，Mg是叶绿素的重要组成元素，植物缺镁会导致光合色素含量降低、Rubisco活性下降，从而导致光合速率降低。(5)由题意可知，给作物长时间增施CO2会导致其光合速率逐渐减弱，最终影响作物产量，分析原因可能是长时间增施CO2会导致光合产物(淀粉)积累，从而抑制光合作用。4.(2025·江西卷，20)辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。回答下列问题：(1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为________，据图甲分析其原因是__________________________________________________________________。(2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程：下降叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降①分别取________________________________________________叶片；②分别制作等体积的____________悬浮液；③向各悬浮液中分别滴加______________的D溶液；④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间；⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为__________________________________________________________________________。

等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号离体叶绿体足量且等量

同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大(3)综合上述信息，初步判断辣椒________号的抗逆性更强。1解析

(1)根据图甲可知，在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的叶片气孔导度均下降，叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降。因此两者的光合速率变化趋势均为下降。(2)根据题意信息可知，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。现在想要利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理来检验辣椒2号和辣椒1号的叶绿体的光反应功能。首先分别取等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号的叶片，制作对应的等体积的离体叶绿体悬浮液；向各悬浮液中分别滴加足量且等量的试剂D溶液，让其反应一段时间后，测定悬浮液中无色还原态的试剂D的含量，根据推测“长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高”，预期实验结果应是：同一辣椒品种在第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。(3)根据小问(1)(2)可知，辣椒2号的叶片气孔导度和总叶绿素含量下降幅度更大，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高，初步判断辣椒1号的抗逆性更强。5.(2025·贵州卷，17)牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题： (1)开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是_______________，叶绿素分布在叶绿体的______________上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是______________________________________________ __________________________________________________________________。温度和光照类囊体薄膜

叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，绿光被反射出来(2)为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的是____________________________________________。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是__________。低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解无水乙醇(3)研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5基因沉默后叶