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高考生物思维进阶培优系列
2　围绕光合作用的新情境试题
案例　(2022·山东卷)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR＋L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是____________。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有____________________、__________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是_______________________。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制____________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______________________发挥作用。
(1)蓝紫光
(2)五碳化合物供应不足　CO2供应不足　强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
(3)减弱　促进光反应关键蛋白的合成
[演练提升]
为探究CO2浓度及紫外线对植物光合作用的影响，研究人员分别用紫外线和浓度加倍后的CO2处理培养了15天的番茄幼苗(其他条件相同且适宜)，直至果实成熟。期间测定了番茄叶绿素含量、株高和光合速率等生理指标，结果如表。
分组及实 验处理 A组(自然 条件下) B组(紫外 线照射) C组(CO2 浓度加倍)
叶绿素 含量 (mg·g－1) 15天 1.20 1.21 1.19
30天 2.00 1.50 2.40
45天 2.00 1.50 2.45
株高(cm) 15天 21.10 21.20 21.00
30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值 (μmol·m－2·s－1) 8.86 5.62 14.28
(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞产生ATP的部位有____________________________；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是_______________________。
(2)从实验设计的角度来看，表格中的数据有不严谨的地方，具体体现在初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，你认为这样的误差________(填“会”或“不会”)对实验结果和得出结论产生显著影响，原因是______________________。
(3)由表可知，CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能是因为CO2能促进植物生长素的合成。请补充实验，验证此假设(简要说明实验思路及结果)________________________________________________。
(4)根据表中的数据分析，为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有：_____________________________________________。
解析：(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞同时进行细胞呼吸和光合作用，所以产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄叶绿素含量更低，因此B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外线照射使植物叶绿素合成减少，所以光反应弱，影响光反应进而影响暗反应，光合速率低。(2)由表格数据可知，初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，但这样的误差不会对实验结果和得出结论产生显著影响，原因一是初始数据误差很小，二是实验结果和结论的得出主要依据因变量(紫外线照射和CO2浓度加倍)的变化(前后对照)。(3)由题表可知，CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。可能是因为CO2能促进植物生长素的合成，为了保证单一变量，CO2浓度是否加倍作为自变量，选择A、C组进行实验，设计实验思路：在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；结果(CO2能促进植物生长素的合成)：15天时，A、C两组生长素含量差别不大；30天、45天时C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量。(4)根据表中的数据可知，紫外线照射使植物相同时间内叶绿素合成减少，平均株高降低，光合作用降低，CO2浓度加倍使植物相同时间内叶绿素合成增加，平均株高增高，光合作用增强，所以为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有：适度提高棚内CO2浓度；使用能阻挡紫外线的塑料薄膜等。
答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　紫外线照射使植物叶绿素合成减少，光反应弱，光合速率低　(2)不会　一是初始数据误差很小，二是实验结果和结论的得出主要依据因变量的变化　(3)实验思路：在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；结果：15天时，A、C两组生长素含量差别不大；30天、45天时C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量　(4)适度提高棚内CO2浓度；使用能阻挡紫外线的塑料薄膜

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