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(共21张PPT)
1、细胞呼吸过程
1、细胞呼吸实验
例2 某实验小组为了研究水分和氮素对玉米叶片呼吸速率的影响，采用温室盆栽试验，在中度水分胁迫（W50）、轻度水分胁迫（W70）和充足供水（W90）三个水分处理下设低氮（N1，1.0·盆-1）、中氮（N2.5，2.5g·盆-1）和高氮（N5，5.0g·盆-1）三个氮水平进行测定，实验结果如图所示，回答下列问题。
（3）根据图中实验结果，能否得出随着氮素的增加可以缓解水分胁迫造成的呼吸速率变化，请说明你的理由。
4）研究发现，干旱胁迫下叶绿体会将合成的淀粉粒进行降解，这种变化的生理意义是通过淀粉粒降解， ，从而抵御干旱胁迫。
不能，因为中氮组中，中度水分胁迫的呼吸速率大于轻氮组中中度水分胁迫速率；而重氮组中中度水分胁迫呼吸速率却小于中氮组中中度水分胁迫速率。
增加植物细胞中的渗透压，减少水分流失。
2、“特殊动力作用”
例3 食物特殊动力作用（SDA）是指动物体的代谢因进食而稍有增加。例如，某人基础代谢率（人体在清醒而极端安静及消化道空虚状况下的能量代谢率）为168.80kJ·h-l，当摄取相当于168.80 kJ的食物，并处于基础代谢条件下，经测定，这时的代谢率不是168.80kJ·h-1，而是176.40kJ·h-1，显然，这部分增加的代谢值是因进食引起的，这一现象称之为“食物特殊动力作用”。回答下列问题。
（1）SDA只能增加体热的外散，而不能增加可利用的能量。因此，细胞有氧代谢增强产生的能量去向是 。
以热能的形式散失
研究发现静脉注射氨基酸即可引发这种效应产生，但在切除肝脏后则即使进食，效应也消失，因此表明食物特殊动力效应与__________________无关，而主要源于__________
食物在消化道内消化吸收
肝脏在物质和能量代谢中的重要作用
2、“特殊动力作用”
（2）SDA 量的测定较复杂，但生物的饱食代谢率和饥饿代谢率是必要的测定值，某实验小组欲测定某水生动物甲的SDA，实验组用2只等大棕色瓶（A、B），灌满湖水并各放入经2d～3d饥饿的某水生动物甲多只。实验开始时在A瓶投入足够的螺旋藻（食物），并设置空白对照，空白对照组的具体处理为 ，这样做的目的是 。经3h处理，测定各瓶溶氧量，可得饱食和饥饿的代谢率。
例．(2021·永州模拟)1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气，该实验被后人称为希尔反应。回答下列问题：
(1)希尔反应模拟了叶绿体中光合作用的__________阶段的部分变化，铁盐或其他氧化剂相当于光合作用原反应中的________(填“NADP＋”或“NADPH”)。
(2)希尔反应说明水的光解和C3的还原可分开进行。可一般情况下，停止CO2供给，光反应也会停止，原因是___________________________________。
光反应
NADP＋
停止CO2供应，暗反应无法进行，不能为光反应提供ADP、Pi和NADP＋　
3、从光反应和暗反应关系的角度理解光合作用的过程
(3)为研究光质对希尔反应的影响，科研人员进行了如下实验。氧化剂DCIP(2,6二氯酚靛酚)是一种蓝色染料，被还原后会褪色。实验结果如下表：
所用试剂及处理方式 1号 2号 3号 4号 5号 6号 含叶绿体的悬浮液 5 mL 5 mL 5 mL 5 mL 5 mL 5 mL 用纸包住试管 锡箔纸 绿色 玻璃纸 紫色 玻璃纸 红色 玻璃纸 — — 滴加0.1%DCIP溶液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 — 充分摇匀后，放于直射阳光或人工光照下10分钟 结果 蓝绿色 较淡 蓝绿色 淡蓝 绿色 淡蓝绿色至绿色 淡蓝绿色至 绿色 绿色
①2号、3号、4号和6号试管 (填“能”或“不能”)形成对照，判断的依据是
___________________________________。
②1号和5号试管对照，说明______________________，
从实验结果可知，叶绿体中色素对不同光质的吸收情况是______________________________。
不能
6号与另外3组试管实验处理除光质不同外，滴加0.1% DCIP溶液的情况也不同，违背单一变量原则
希尔反应必须在光下才能进行
对红光吸收能力最强，紫光次之，绿光最弱
例、研究人员以生长状况相同的绿色植物为材料，在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次增加光照—黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次增大。下列相关说法正确的是
A．实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产
B．实验过程中C组积累的有机物最多
C．实验结束后立即检测植物体内NADPH含量，D组最高
D．实验组由黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率变小
因为D组持续光照，有NADPH积累，故实验结束后D组NADPH含量最高
C
(2021·衡水模拟，多选)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下正确的是
A．a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成
B．磷酸丙糖应该是一种五碳化合物
C．磷酸丙糖是暗反应产物，在叶绿体基质中合成淀粉
D．若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合速率下降
CD
4、从物质含量变化的角度理解光合作用的过程
5、 从光合作用与呼吸作用的关系谈作物产量
例．研究环境温度升高对水稻生长的影响，对于评估未来气候变暖对水稻生产的影响具有重要的意义。以水稻品种沈农9816为实验材料，以环境温度为对照组，设置高于环境温度5℃的增温组为实验组，每天上午11：30测定旗叶（水稻穗下的第一片叶）的净光合速率及气孔导度（气孔张开的程度），实验结果见图1和图2。测定中发现实验组有膜结构解体及细胞某些组成成分降解情况的存在。回答下列问题：
(1)可以用 表示水稻旗叶的净光合速率，由图1可得出的结论是___________。
氧气的释放速率或CO2的吸收速率或单位时间有机物的增加量
高温会降低植物的净光合速率，且时间越长影响越大（合理即可）
实验思路：____________________________________________；
预期实验结果；若 ，则证明该同学的说法是正确的。
(2)由图2分析，实验组净光合速率低的原因是___________。
除此之外，温度还可通过影响酶的活性影响光合作用的进行。有的同学认为温度造成的类囊体膜解体会影响其上叶绿素的含量，请设计实验进行证明。
实验组气孔导度降低，植物吸收CO2的能力下降，使暗反应速率降低，从而使光合速率降低
分别称取等量实验组和对照组的水稻旗叶，提取并用纸层析法分离色素，对比实验组和对照组下面两条色素带的宽窄
实验组色素带比对照组窄
例、 间作是指在同一田地上同时分行种植两种或两种以上作物的种植方式。研究者进行了田间试验，比较了不同种植密度下玉米单作、豌豆-玉米间作模式中的玉米产量，发现提高种植密度均可增产，且间作更显著，中密度间作产量最高。
（2）研究者测定了不同密度和模式下玉米的光合速率和叶片光合生理指标。
①结果显示，__________________________。
② 研究者通过电镜观察V12后间作玉米叶片，与单作相比，发现气孔密度、叶绿体数量_____________。
增多
与单作相比，间作在玉米V12期后提高其光合速率；
（3）请结合所学知识和题中信息，解释豌豆收获（V12）后，间作密植玉米的一系列光合生理指标（至少写出两点）的变化及最终实现增产的机制。_____________
（4）为进一步提高间作密植的优势，可在_____________方面继续深入研究。
豌豆收获后，玉米与豌豆失去竞争关系，玉米获得无机盐等营养物质多，合成更多叶绿素；叶绿素相对含量多，吸收转化光能多，为暗反应提供更多ATP、NADPH，从而提高光合速率，提高产量
品种搭配、探索间作作物光合生理机制等
例、高温胁迫会导致水稻严重减产。已知D1是光反应过程中的重要蛋白，为增强水稻应对高温胁迫的能力，科研人员将其叶绿体中编码D1蛋白的基因psbA转入水稻染色体DNA上，人为建立D1蛋白的补充途径，获得了产量显著提高的纯合R品系水稻。
（2）科研人员检测了野生型和R品系水稻在不同温度条件下D1蛋白的含量，结果如下图所示。
①据图可知，高温胁迫会导致水稻细胞中________，而转入psbA基因可以________
. D1蛋白减少 . 增加D1蛋白的含量
②为证明R品系水稻细胞中表达的D1蛋白能正确定位到类囊体膜上，从a～h中选择字母填入下表横线处，补充实验设计。
a．常温 b．高温 c．加入双缩脲试剂
d.加入与psbA mRNA互补的小RNA（用于干扰基因表达）
e．加入胶体金标记的D1蛋白抗体
f．紫色的深浅 g．D1蛋白的含量 h．类囊体膜上胶体金的数量
组别 实验材料 温度条件 实验处理 检测指标
1 野生型水稻 _______ 加入胶体金标记的D1蛋白抗体 _______
2 R品系水稻 高温 _______ 科研人员通过该实验证实了D1蛋白的定位正确，支持此结论的实验结果应为________。
R品系水稻中类囊体膜上胶体金的数量显著高于野生型水稻
b
h
e
（3）请结合光合作用的原理推测高温胁迫下R品系水稻产量提升的原因。________。
（4）从遗传育种角度分析，科研人员将psbA基因转入细胞核，而非叶绿体的优势是________。
若将该基因转入叶绿体，则属于质基因，不能在亲子代间稳定遗传，转入细胞核则可以稳定遗传
转入psbA基因后，D1蛋白合成量增加，保证了光反应的正常进行

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