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高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素课堂检测
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这是一份高中生物苏教版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素课堂检测，共20页。
题组一 影响光合作用的环境因素
1.(2020江苏南通如皋中学质量检测)某同学为研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系。与用白炽灯作为光源相比,日光灯可有效避免光照强弱变化所引起的( )
A.CO2浓度变化 B.O2浓度变化
C.pH变化 D.温度变化
2.雾霾天气会导致农作物的光合作用速率下降,其主要原因是( )
A.吸收水分减少 B.土壤肥力下降
C.吸收CO2减少 D.光照强度减弱
3.(2020江苏南京溧水高级中学高一期末)科学家研究小麦20 ℃时光合作用强度与光照强度的关系(其他条件均适宜),得到如图曲线,下列叙述不正确的是( )
A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.随着环境温度的升高,cd段位置不断上移
C.其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向右移动
D.外界条件适宜时,c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
4.(2020江苏盐城伍佑中学模考)如图为温室栽培草莓的净光合速率日变化示意图(通过CO2的吸收量表示)。下列相关分析不正确的是( )
A.在B点时,草莓产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B.CD段净光合速率上升的原因可能是打开温室的通风口,提高CO2浓度
C.EF段净光合速率下降的主要原因是温度过高,气孔关闭,CO2摄入不足
D.在7~19时内,草莓有机物的积累量不断升高
5.(2021江苏扬州仪征中学调研)研究人员在一定条件下测定了A、B两种植物光合速率与光照强度的关系,结果如下图所示。据图分析错误的是( )
A.光照强度为a时,植物A的叶绿体消耗CO2
B.植物A固定CO2的能力大于植物B
C.在光照充足的条件下,植物B对光适应性较强
D.进行图中所示实验时,需对CO2浓度、温度等进行控制
6.(2021江苏扬州二中月考)夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在不同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线bc段和de段下降的原因相同
D.两曲线bd段不同的原因可能是乙植株气孔部分关闭
7.(2021江苏南通高一开学考试)光合作用是一系列非常复杂的生理过程,受到多种因素的影响。甲图表示在CO2充足的条件下,某植物的光合速率与光照强度及温度的关系;乙图表示鸭茅(一种多年生草本植物,幼叶成折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关系。请回答下列问题:
甲
乙
(1)光照强度的变化会使光合作用光反应产生的 发生变化,进而直接影响暗反应中的 过程。
(2)环境温度影响光合作用,主要是影响参与光合作用的 ,进而影响光合作用的 (填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”)。
(3)图甲中的光合速率是指 (填“净光合速率”或“总光合速率”),判断的依据是 。在温度为10 ℃、光照强度大于 千勒克司时,光合速率不再增加。
(4)图乙中B点表示叶片充分展开时,相对光合速率 。CD段相对光合速率明显下降的可能原因是 。光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实,叶片光合速率随之降低的原因是 。
8.(2021江苏苏州五中调研)某研究小组探究不同光质对花生幼苗光合作用的影响,结果如图。请分析回答:
图1
图2
图3
(1)在利用LED灯设置不同光质时,各组的光照强度应该 ,以避免光照强度对实验结果的干扰,且有利于植物生长。
(2)蓝光对叶绿素与类胡萝卜素的合成分别起到 作用。为了更好地验证红光对类胡萝卜素的产生所起的作用,应在出苗后 天,从分别经过 处理的植株上选取叶龄相同、大小相似的等质量叶片进行色素的提取与分离实验,可以预测经过红光处理的滤纸条上,自上而下第 条色素带会变窄。
(3)为了进一步探究光质对光能利用效率的影响,研究小组测定并绘制出图3。据图可知从花生出苗后第 天起,花生苗对红光和蓝光光能利用效率的差距在缩小,产生这个差异的原因是否因为叶绿素含量不同所导致? 。
(4)从光合作用的生理过程分析,不同的光质主要影响花生幼苗叶肉细胞内叶绿体中形成 的能力,进而影响叶绿体基质中对 的还原,最终影响光合作用的速率。
题组二 影响细胞呼吸的环境因素
9.(2020江苏南京师大附中期末)当作物较长时间被水淹后,叶片枯黄甚至全株死亡,其主要原因是( )
A.叶绿素被破坏
B.光合作用被削弱
C.呼吸作用受抑制
D.细胞被酒精毒害
10.温度对某植物细胞呼吸速率的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ab段,温度升高促进了线粒体内葡萄糖的分解过程
B.bc段,温度过高抑制了与细胞呼吸有关的酶的活性
C.b点时,氧气与葡萄糖中的碳元素结合生成的二氧化碳最多
D.c点时,细胞呼吸释放的绝大部分能量储存在ATP中
11.(2021江苏无锡江阴二中月考)如图表示O2浓度对马铃薯块茎呼吸速率影响的变化曲线图,其中错误的是( )
A.曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸
B.b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所是线粒体
C.bc段马铃薯块茎细胞中乳酸的含量逐渐降低
D.c点时马铃薯块茎细胞吸收O2的体积与放出CO2的体积相等
12.(2021江苏南通如皋中学高一月考)如图所示为苹果果实在一段时间内,随着环境中O2浓度的提高,其O2吸收量和CO2释放量的曲线。结合此图,正确的表述是( )
A.O2浓度小于b时,果实不进行有氧呼吸
B.O2浓度为a时,若cd=ca,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C.O2浓度在b点之后,果实只进行有氧呼吸
D.储存果蔬应该在无氧条件下储存
13.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.20 h内,果肉细胞生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加
C.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
14.(2021江苏徐州一中高一学情调研)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结果如图。请回答下列问题:
(1)分析图中A、B、C三点,在单位时间内与氧结合的[H]最多的是 点。
(2)根据图中结果分析,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有 作用,其中 mml·L-1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧导致根细胞有氧呼吸减弱,直接影响了根通过 吸收土壤中的Mg2+,地上部分叶色变黄,使光反应为暗反应提供的 减少。
(4)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标? ,原因是 。
题组三 光合作用和细胞呼吸原理的应用
15.(2021江苏上冈高级中学高二期中)呼吸作用的原理在生产中具有广泛的应用。下列相关叙述正确的是( )
A.利用葡萄和酵母菌在持续通气的发酵罐内生产葡萄酒
B.一定湿度、零上低温、低氧环境有利于苹果的保鲜
C.降低温度、保持干燥不利于植物种子安全储藏
D.给植物松土的主要目的是抑制根细胞的无氧呼吸
16.关于光合作用原理应用的叙述,错误的是( )
A.作物合理间作套种,可充分利用光能
B.大田种植“正其行,通其风”,能提高作物对CO2的利用
C.适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度
D.人工给大棚植物补光,可以用任何颜色的光
能力提升练
题组一 综合分析影响光合作用的环境因素及其应用
1.(2021江苏南通如东高级中学调研,)科研工作者研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响,结果如图所示。有关叙述错误的是( )
A.土壤含水量对光合速率的影响和对番茄叶片气孔导度影响的趋势基本一致
B.土壤含水量为50%时,限制番茄光合速率的主要因素为气孔导度
C.土壤含水量的下降,可能影响番茄叶片光合产物的输出,从而限制了其暗反应的速率
D.土壤含水量的下降,可能引起了番茄叶绿体片层结构的不可逆改变,从而限制了其光反应的速率
2.(多选)(2021江苏苏州新草桥中学月考,)科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成图。下列相关说法正确的是( )
A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B.bc段适时通风、mn段适时遮阴可有效缓解Pn下降
C.致使ef段、p段Pn下降的原因是光照强度逐渐增强
D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
3.(2021江苏扬州中学月考,)某实验小组同学分别用40 W的白色、红色和黄色灯管做光源,设置不同的CO2浓度,处理葡萄试管苗。培养一段时间后,测定试管苗的净光合速率,结果如图,请回答下列问题:
(1)该实验的目的为探究 。
(2)若用14C标记CO2,在光合作用的过程中,14C依次出现在 等物质中。
(3)据图分析,a点的净光合速率大于c点,简要分析其原因是 ;在红光条件下,CO2浓度为300 μL·L-1时,对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。
(4)为探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变,提出实验思路如下:分别取 和黄光条件下培养的葡萄试管苗叶片,提取并分离其中的色素,通过比较滤纸条上从上到下第 条色素带的宽度来判断叶绿素含量是否发生改变。
题组二 绿色植物光合速率与呼吸速率的测定与判断
4.(2021江苏泰州中学调研,)如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖,不考虑装置中微生物的影响),下列相关叙述正确的是( )
A.烧杯中盛放NaHCO3溶液,可用于测定一定光强下植物的净光合速率
B.在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定植物无氧呼吸的强度
C.烧杯中盛放清水,可用于测定一定光照强度下植物的真正光合速率
D.在遮光条件下,烧杯中盛放清水,可用于测定植物有氧呼吸的强度
5.(2021江苏南京六校联合体一模改编,)利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
甲 乙
A.从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B.光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C.光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率相等
D.光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间长
6.(多选)(2021江苏盐城中学段考,)如图是一种用来测定细胞呼吸速率的简便装置.分别取质量相等、生理活性相当的刚萌发的小麦种子和花生种子,分别放入三个相同的装置A、B、C中。将三个装置放在隔热、相同且适宜光照和温度等条件下培养。下列有关叙述中,正确的是( )
A
B
C
A.当种子中的有机物完全消耗时,温度计读数TB>TA>TC
B.开始测定后的一段时间内,玻璃管中的有色液滴移动的距离为hC>hB>hA
C.要计算细胞呼吸产生的CO2量,应以等量的清水代替NaOH溶液重复进行实验
D.不改变实验条件下,用等量的叶肉组织代替种子可研究叶肉细胞的呼吸速率
题组三 光合作用和呼吸作用的综合分析
7.(2020江苏南通海安高级中学段考,)某生物兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究,获得如图所示的实验结果。下列有关分析正确的是( )
A.该实验表明,温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度
B.当光照强度大于7时,该植物在15 ℃和25 ℃的环境中合成有机物的速率相同
C.随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强
D.该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长
8.(2021江苏徐州高一调研,)如图表示某植物叶肉细胞在有氧条件下,部分物质变化途径,其中①~④代表有关生理过程,相关叙述错误的是( )
A.过程③、④不在生物膜上进行
B.过程①、②、④都有ATP生成
C.过程③产生的C6H12O6中的氧来自H2O和CO2
D.过程④产生的[H]并不全都来自C6H12O6
9.(2021江苏部分高中联考,)某同学将生长旺盛的银边天竺葵(幼叶叶片全为绿色,成熟叶片边缘银白色)置于密闭容器内(已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等,气体含量相对值为1),在天气晴朗的早6时将该容器移至阳光下,日落后移到暗室中,测得容器中两种气体的相对含量如图所示。请回答下列问题:
(1)利用银边天竺葵成熟叶片提取叶绿体色素的实验中,对叶片进行 处理,能够提高提取液中叶绿体色素的含量。
(2)图中在 时该植株的光合作用强度等于呼吸作用强度,此时叶绿体的二氧化碳来源是 。
(3)从6时到8时,影响曲线变化的主要环境因素是 ,此环境因素对光合作用产生的影响是 (从光反应与暗反应的关系具体分析)。
(4)相比较17时,20时该植物干重 (选填“增多”“减少”或“一样多”)。
(5)分析两条曲线在20时后不对称的原因是 。
答案全解全析
基础过关练
1.D 本实验研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系,故自变量是光照强度,无关变量有CO2浓度和温度等,与用白炽灯作为光源相比,日光灯可有效避免光照强弱变化所引起的温度变化。
2.D 影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。雾霾天气使光照强度降低,导致农作物的光合速率下降。
3.B 分析曲线图:图示是20 ℃时小麦光合作用强度与光照强度的关系曲线,a点时,细胞只进行呼吸作用;ab段表示呼吸速率大于光合速率;b点时光合速率等于呼吸速率;b点之后,光合速率大于呼吸速率;cd段光合速率保持相对稳定。a点时,叶肉细胞只进行呼吸作用,产生ATP和[H]的结构有细胞质基质和线粒体,其中能产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确;当温度逐渐升高至最适范围时,cd段位置会上移,但当环境温度超过最适温度之后,光合速率降低,cd段位置会下移,B错误;Mg是植物合成叶绿素的必需元素,当缺少Mg时,叶绿素的合成受阻,导致光合作用强度降低,b点表示光合速率等于呼吸速率,因此当植物缺Mg时,要让光合作用和呼吸作用强度相等,就必须要增加光照强度以提高光合作用强度,所以b点将向右移,C正确;c点对应的光照强度是光饱和点,该点之后光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,此时影响因素可能是叶绿体中色素含量、酶的浓度等,D正确。
4.C 在B点时,草莓同时进行光合作用和呼吸作用,在线粒体中可通过有氧呼吸产生ATP,在叶绿体中可通过光反应产生ATP,A正确。草莓进行光合作用吸收二氧化碳,导致温室内二氧化碳浓度降低,使BC段净光合速率下降;CD段净光合速率上升的原因可能是打开温室的通风口,提高CO2浓度,B正确。EF段光照强度逐渐下降,导致净光合速率下降,C错误;在7~19时内,净光合速率都大于0,说明草莓有机物的积累量不断升高,D正确。
5.C 光照强度为a时,植物光合速率等于呼吸速率,植物A只有含有叶绿体的细胞才进行光合作用,而植物A的所有活细胞都要进行呼吸作用,故其叶绿体还需要消耗CO2,A正确;在A、B两植物的光饱和点时,植物A净光合速率大于植物B,同时它们的呼吸速率相等,故植物A固定CO2的能力大于植物B,B正确;在光照充足的条件下,植物A对光适应性较强,C错误;进行图中所示实验时,CO2浓度、温度属于无关变量,需对其进行控制,D正确。
6.D 由题图可知,a点净光合作用为0,此时光合速率与呼吸速率相等,甲植株在a点之前就已经进行光合作用,只是a点之前光合速率小于呼吸速率,A错误;乙植株18时之后,呼吸速率大于光合速率,有机物积累减少,因此18时有机物积累最多,B错误;曲线bc段下降的原因是由于气温高,蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔,导致植物吸收的CO2减少,de段的变化是由光照强度减弱引起的,C错误;bd段,乙曲线的变化为植物的“午休现象”,是部分气孔关闭导致叶内CO2浓度降低,而甲植物可能不存在“午休现象”或气孔关闭程度很小或气孔没有关闭,D正确。
7.答案 (1)ATP、NADPH C3的还原 (2)酶的活性 光反应和暗反应 (3)总光合速率 光照强度为0时,光合速率为0 L1 (4)最大(达100%) 随着叶龄的增加,叶绿素的含量减少、光合酶等酶的活性降低 光合产物的输出受阻
解析 (1)光合作用的光反应阶段会产生NADPH和ATP,供暗反应阶段C3的还原,故光照强度的变化会影响暗反应过程。(2)温度主要通过影响酶的活性进而影响光合作用,由于光反应和暗反应均需要酶的催化,故温度对两者均有影响。(3)分析图甲:当光照强度为0时,光合速率不是负值而是为0,故图甲中的光合速率是指总光合速率;在温度为10 ℃、光照强度大于L1千勒克司时,光合速率不再增加。(4)据图乙可知:B点叶片充分展开,能最大限度地吸收、利用光能,相对光合速率最大(达100%);CD段随着叶龄的增加,叶片衰老,叶绿素由于分解而含量减少、酶活性降低导致相对光合速率明显下降;花或果实是有机物积累的部位,若摘除花和果实,则光合产物的输出受阻,使叶片光合速率随之降低。
8.答案 (1)相同且适宜 (2)抑制、促进 30 红光、自然光(可交换) 一、二 (3)15 否 (4)ATP、[H](和O2) C3(或CO2)
解析 (1)利用LED灯设置不同光质时,各组的光照强度为无关变量,应该保持相同且适宜。(2)图1表明蓝光组叶绿素的含量低于对照组的自然光组,而类胡萝卜素高于自然光组,即蓝光对叶绿素和类胡萝卜素的作用分别是抑制和促进。据图2分析可知,为了更好地验证红光对类胡萝卜素的产生所起的作用,可以设置对照实验,即应在出苗后30天从分别经过红光、自然处理的植株上选取叶龄相同、大小相似的等质量叶片进行色素的提取与分离实验,可以推测经过红光处理的实验组因类胡萝卜素含量减少,滤纸条上自上而下第一、二条色素带会变窄。(3)由图2和图3分析可知,从花生出苗后第15天起,红光和蓝光对类胡萝卜素的含量影响较大,花生苗对红光和蓝光光能利用效率的差距在缩小,原因是类胡萝卜素主要吸收红光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(4)实验表明不同的光质主要影响花生幼苗叶肉细胞内叶绿体中光反应产生的ATP、[H](和O2)的能力,进而影响叶绿体基质中的暗反应阶段的三碳化合物的还原过程。
9.C 当作物较长时间被水淹后,根缺少氧气,导致根呼吸作用受抑制,这是叶片死亡的主要原因。另外根还可以进行无氧呼吸产生酒精,造成细胞被酒精毒害。
10.B 葡萄糖分解形成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中,A错误;b点时,细胞呼吸速率最大,说明此时的温度是呼吸酶的最适温度,而bc段,由于温度超过呼吸酶的最适温度,与细胞呼吸有关的酶活性降低,细胞呼吸被抑制,B正确;b点时,呼吸速率最大,氧气与葡萄糖和水脱下来的[H]结合生成的水最多,C错误;c点时,无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,葡萄糖释放的能量绝大部分以热能的形式散失,少量储存在ATP中,D错误。
11.C ab段所在的曲线随O2浓度的升高;呼吸作用的相对速率下降直到为0,可推测曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸,A正确;b点时马铃薯块茎细胞有氧呼吸的速率等于无氧呼吸的速率,只有马铃薯块茎细胞有氧呼吸第二阶段产生CO2,故产生CO2的场所是线粒体,B正确;bc段马铃薯块茎细胞有氧呼吸越来越强,无氧呼吸越来越弱,但仍有乳酸的产生,则乳酸的含量依然增加,C错误;马铃薯块茎细胞整个呼吸过程,只有有氧呼吸才会消耗氧气且产生等量的二氧化碳,故c点时马铃薯块茎细胞吸收O2的体积与放出CO2的体积相等,D正确。
12.C O2浓度小于b时,果实既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,b点后O2吸收量与CO2释放量相等,果实只进行有氧呼吸,A错误,C正确;氧气浓度为a时,若cd=ca,有氧呼吸产生的二氧化碳量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相等,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比例为3∶1,B错误;d点CO2的总释放量最低,一般表示总的呼吸作用强度最弱,为储存果蔬的最佳氧气浓度,D错误。
13.B 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A项错误;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行产物有乙醇和CO2的无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B项正确,C项错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,若温度过高,酶活性丧失,有氧呼吸速率为0,D项错误。
14.答案 (1)A (2)减慢 30 (3)主动运输 [H]和ATP (4)不能 因为无氧呼吸也可能会产生CO2
解析 (1)图中A、B、C三点中A点的有氧呼吸速率最快,因此A点在单位时间内与氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减慢作用,其中30 mml·L-1的KNO3溶液作用效果最好。(3)根通过主动运输吸收土壤中的Mg2+,该过程需要消耗能量,淹水缺氧导致根细胞有氧呼吸减弱,产生的ATP减少,故运输能力减弱,地上部分叶色变黄,色素含量降低,使光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少。(4)在淹水的情况下,根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,它们都能产生二氧化碳,故实验过程中不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。
15.B 酵母菌在无氧条件下才能进行酒精发酵,所以不能向发酵罐内持续通气,A错误;一定湿度、零上低温、低氧环境下苹果呼吸速率较慢,有利于苹果保鲜,B正确;降低温度、保持干燥,有机物消耗减慢,利于植物种子安全储藏,C错误;给植物松土的主要目的是促进根细胞的有氧呼吸,D错误。
16.D 合理间作套种,可以提高光合作用的面积,提高光能利用率,提高光合速率,A正确;合理密植,“正其行,通其风”,能提高作物对CO2的利用,进而提高光合速率,B正确;“光合午休”是植物中午为避免蒸腾作用过强而关闭部分气孔的现象,适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度,C正确;植物叶肉细胞内的光合色素主要吸收红光和蓝紫光,所以给大棚补光最好补充红光和蓝紫光,由于植物光合色素基本不吸收绿光,所以不能补充绿光,D错误。
能力提升练
1.B 根据图中曲线的趋势可以看出,土壤含水量对甲、乙两种番茄光合速率的影响和对番茄叶片气孔导度影响的趋势基本一致,A正确;番茄在土壤含水量为50%的条件下,气孔导度较低,但胞间CO2浓度升高,说明土壤含水量为50%时,限制番茄光合速率的主要影响因素不是气孔导度,B错误;土壤含水量下降可能会影响到叶绿体中光合产物的输出,从而抑制暗反应的进行,导致光合速率下降,C正确;土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2浓度逐渐升高,可能因为水分亏缺导致类囊体结构破坏,从而影响光反应的速率,D正确。
2.ABD 日出后光照强度逐渐增大,ab段、lm段油桃固定CO2的速率逐渐增大,因此Pn随光照强度增大而增加,A正确。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降;而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,由环境温度过高导致部分气孔关闭,适时通风可增加CO2浓度,适时遮阴可降低气孔的关闭,从而有效缓解Pn下降,B正确;ef段、p段Pn下降是由傍晚光照强度减弱引起的,C错误;适时浇水、增施农家肥均是提高大田作物产量的重要措施,D正确。
3.答案 (1)不同波长的光和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用的影响 (2)C3、(CH2O) (3)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光,a点的净光合速率更高 大于 (4)白光 三、四
解析 (1)根据实验结果可知,该实验探究的是在不同波长的光的照射下,CO2浓度的变化对葡萄试管苗净光合速率的影响,即自变量是CO2浓度和不同波长的光。(2)若用14C标记CO2,在光合作用的过程中,二氧化碳首先与C5结合生成C3,而后经过一系列反应部分转变为糖类,因此,14C依次出现在C3、(CH2O)等物质中。(3)叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,在题中实验条件下,葡萄试管苗吸收红光多于黄光,a点的净光合速率更高,所以a点的净光合速率大于c点,在红光条件下,CO2浓度为300 μL·L-1时,此时葡萄试管苗的净光合速率为0,对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量,因为葡萄试管苗中能进行光合作用的细胞只是含叶绿体的细胞,而所有细胞都进行细胞呼吸。(4)要探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变,可以分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的葡萄试管苗叶片,提取其中的色素并用层析液分离,通过比较滤纸条上的叶绿素a、b色素带的宽窄(或叶绿素a、b色素带颜色深浅),即通过比较滤纸条上从上到下第三、四条色素带的宽度来判断叶绿素含量是否发生改变。
4.A NaHCO3溶液可以维持装置内CO2浓度的稳定,U型管中液面高度的变化是由装置中氧气量的变化造成的,可以代表净光合速率,A正确;NaOH溶液可以吸收CO2,无氧呼吸不消耗O2,不能用来测定植物无氧呼吸的强度,B错误;烧杯中盛放清水,一定光照强度下,光合作用吸收二氧化碳量与释放氧气量相等,有氧呼吸消耗氧气量与产生二氧化碳量相等,不能测定真正光合速率,C错误;在单位时间内,有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量,无论有氧呼吸强度多大,U型管中液面都不会发生变化,D错误。
5.B 图乙中曲线F所代表的植物的光补偿点和光饱和点均较低,因此适于在较弱光照下生长,A错误;将甲装置置于光下,在光照强度为1 klx时,植物E的光合速率小于呼吸速率,氧气含量减少,因此测定时着色液滴向左移动,B正确;图乙中光照强度为3 klx时,相同时间内,E植物总光合作用强度=10+20=30,而F植物总光合作用强度=10+10=20,即相同面积的E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2,C错误;光照强度为6 klx时,E植物净光合速率大于F植物,E植物释放的氧气更多,因此装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短,D错误。
6.BC 相同质量的小麦种子和花生种子中,由于花生种子中含脂肪较多,呼吸产生的能量较高,则当种子中的有机物完全消耗时,温度计读数TC最高;与装置A相比,装置B中小麦种子未消毒,含有微生物,微生物会进行呼吸作用产生能量,则温度计读数TB>TA,因此温度计读数TC>TB>TA,A错误。相同质量的小麦种子和花生种子中,由于花生种子中含脂肪较多,则装置C中消耗的氧气多,气体体积减小得多,则玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB;与装置A相比,装置B中小麦种子未消毒,含有微生物,微生物会进行呼吸作用消耗氧气,则玻璃管中的有色液滴移动的距离hB>hA,因此玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB>hA,B正确。要计算细胞呼吸产生的CO2量,应以等量的清水代替NaOH溶液重复进行实验,因为NaOH溶液吸收CO2,C正确。叶肉组织会进行光合作用,干扰实验结果,故应在黑暗条件下,用等量的叶肉组织代替种子研究叶肉细胞的呼吸速率,D错误。
7.D 图中影响光合作用的因素只涉及温度和光照强度,并没有CO2浓度,A错误;当光照强度大于7时,该植物在15 ℃和25 ℃的环境中积累有机物的速率相同,但25 ℃时合成有机物的速率较大,B错误;在一定温度范围内,随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强,但是超过一定的温度后,该植物的呼吸速率会减弱,C错误;由图中可以看出,在15 ℃条件下,植物的净光合速率较高,并且在光照强度为5时就达到了光饱和点,D正确。
8.C 图中①~④分别代表光反应、有氧呼吸第三阶段、暗反应中C3还原和有氧呼吸第一和第二阶段。暗反应中C3还原和有氧呼吸第二阶段分别在叶绿体基质和线粒体基质中完成,A正确;光反应和有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生ATP,B正确;C3还原产生的C6H12O6中的氧来自CO2,光反应释放的O2中O来自H2O,C错误;有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]来自C6H12O6和H2O,D正确。
9.答案 (1)剪去银边和叶脉并剪碎叶片 (2)8和17 从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收或从胞间吸收)和呼吸作用释放 (3)光照强度 光反应向暗反应提供的ATP和[H]较少,使暗反应中C3的还原受到抑制 (4)减少 (5)不进行光合作用,植物细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸
解析 (1)银边天竺葵成熟叶片具有不含叶绿体色素的银白边缘,因此要剪去成熟叶片的银白边和叶脉并剪碎叶片,才能提高提取液中叶绿体色素的含量。(2)该植株6时至8时之间,该植株呼吸作用强度大于光合作用强度,8时至17时之间,该植株呼吸作用强度小于光合作用强度,17时后,该植株光合作用强度小于呼吸作用强度,在8和17时,该植株光合作用强度等于呼吸作用强度。此时对于叶肉细胞而言,光合作用强度大于呼吸作用强度,因此叶绿体的二氧化碳的来源是从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收或从胞间吸收)和呼吸作用释放。(3)从6时到8时,光合作用强度小于呼吸作用强度,且光合作用在逐渐增强,因此6时到8时影响曲线变化的主要环境因素是光照强度,光照强度减弱,光反应向暗反应提供的ATP和[H]较少,使暗反应中C3的还原受到抑制。(4)17时光合作用强度与呼吸作用强度相等,此时植物体内有机物积累量最大,干重最大,17时以后即使进行光合作用,但光合作用强度小于呼吸作用强度,因此20时植物体内的有机物干重小于17时的。(5)分析两条曲线在20时后不对称的原因是叶肉细胞不进行光合作用,而植物细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,都可产生CO2。
1.D
2.D
3.B
4.C
5.C
6.D
9.C
10.B
11.C
12.C
13.B
15.B
16.D
1.B
2.ABD
4.A
5.B
6.BC
7.D
8.C
题组一 影响光合作用的环境因素
1.(2020江苏南通如皋中学质量检测)某同学为研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系。与用白炽灯作为光源相比,日光灯可有效避免光照强弱变化所引起的( )
A.CO2浓度变化 B.O2浓度变化
C.pH变化 D.温度变化
2.雾霾天气会导致农作物的光合作用速率下降,其主要原因是( )
A.吸收水分减少 B.土壤肥力下降
C.吸收CO2减少 D.光照强度减弱
3.(2020江苏南京溧水高级中学高一期末)科学家研究小麦20 ℃时光合作用强度与光照强度的关系(其他条件均适宜),得到如图曲线,下列叙述不正确的是( )
A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.随着环境温度的升高,cd段位置不断上移
C.其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向右移动
D.外界条件适宜时,c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
4.(2020江苏盐城伍佑中学模考)如图为温室栽培草莓的净光合速率日变化示意图(通过CO2的吸收量表示)。下列相关分析不正确的是( )
A.在B点时,草莓产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B.CD段净光合速率上升的原因可能是打开温室的通风口,提高CO2浓度
C.EF段净光合速率下降的主要原因是温度过高,气孔关闭,CO2摄入不足
D.在7~19时内,草莓有机物的积累量不断升高
5.(2021江苏扬州仪征中学调研)研究人员在一定条件下测定了A、B两种植物光合速率与光照强度的关系,结果如下图所示。据图分析错误的是( )
A.光照强度为a时,植物A的叶绿体消耗CO2
B.植物A固定CO2的能力大于植物B
C.在光照充足的条件下,植物B对光适应性较强
D.进行图中所示实验时,需对CO2浓度、温度等进行控制
6.(2021江苏扬州二中月考)夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在不同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线bc段和de段下降的原因相同
D.两曲线bd段不同的原因可能是乙植株气孔部分关闭
7.(2021江苏南通高一开学考试)光合作用是一系列非常复杂的生理过程,受到多种因素的影响。甲图表示在CO2充足的条件下,某植物的光合速率与光照强度及温度的关系;乙图表示鸭茅(一种多年生草本植物,幼叶成折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关系。请回答下列问题:
甲
乙
(1)光照强度的变化会使光合作用光反应产生的 发生变化,进而直接影响暗反应中的 过程。
(2)环境温度影响光合作用,主要是影响参与光合作用的 ,进而影响光合作用的 (填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”)。
(3)图甲中的光合速率是指 (填“净光合速率”或“总光合速率”),判断的依据是 。在温度为10 ℃、光照强度大于 千勒克司时,光合速率不再增加。
(4)图乙中B点表示叶片充分展开时,相对光合速率 。CD段相对光合速率明显下降的可能原因是 。光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实,叶片光合速率随之降低的原因是 。
8.(2021江苏苏州五中调研)某研究小组探究不同光质对花生幼苗光合作用的影响,结果如图。请分析回答:
图1
图2
图3
(1)在利用LED灯设置不同光质时,各组的光照强度应该 ,以避免光照强度对实验结果的干扰,且有利于植物生长。
(2)蓝光对叶绿素与类胡萝卜素的合成分别起到 作用。为了更好地验证红光对类胡萝卜素的产生所起的作用,应在出苗后 天,从分别经过 处理的植株上选取叶龄相同、大小相似的等质量叶片进行色素的提取与分离实验,可以预测经过红光处理的滤纸条上,自上而下第 条色素带会变窄。
(3)为了进一步探究光质对光能利用效率的影响,研究小组测定并绘制出图3。据图可知从花生出苗后第 天起,花生苗对红光和蓝光光能利用效率的差距在缩小,产生这个差异的原因是否因为叶绿素含量不同所导致? 。
(4)从光合作用的生理过程分析,不同的光质主要影响花生幼苗叶肉细胞内叶绿体中形成 的能力,进而影响叶绿体基质中对 的还原,最终影响光合作用的速率。
题组二 影响细胞呼吸的环境因素
9.(2020江苏南京师大附中期末)当作物较长时间被水淹后,叶片枯黄甚至全株死亡,其主要原因是( )
A.叶绿素被破坏
B.光合作用被削弱
C.呼吸作用受抑制
D.细胞被酒精毒害
10.温度对某植物细胞呼吸速率的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ab段,温度升高促进了线粒体内葡萄糖的分解过程
B.bc段,温度过高抑制了与细胞呼吸有关的酶的活性
C.b点时,氧气与葡萄糖中的碳元素结合生成的二氧化碳最多
D.c点时,细胞呼吸释放的绝大部分能量储存在ATP中
11.(2021江苏无锡江阴二中月考)如图表示O2浓度对马铃薯块茎呼吸速率影响的变化曲线图,其中错误的是( )
A.曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸
B.b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所是线粒体
C.bc段马铃薯块茎细胞中乳酸的含量逐渐降低
D.c点时马铃薯块茎细胞吸收O2的体积与放出CO2的体积相等
12.(2021江苏南通如皋中学高一月考)如图所示为苹果果实在一段时间内,随着环境中O2浓度的提高,其O2吸收量和CO2释放量的曲线。结合此图,正确的表述是( )
A.O2浓度小于b时,果实不进行有氧呼吸
B.O2浓度为a时,若cd=ca,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C.O2浓度在b点之后,果实只进行有氧呼吸
D.储存果蔬应该在无氧条件下储存
13.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.20 h内,果肉细胞生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加
C.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
14.(2021江苏徐州一中高一学情调研)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结果如图。请回答下列问题:
(1)分析图中A、B、C三点,在单位时间内与氧结合的[H]最多的是 点。
(2)根据图中结果分析,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有 作用,其中 mml·L-1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧导致根细胞有氧呼吸减弱,直接影响了根通过 吸收土壤中的Mg2+,地上部分叶色变黄,使光反应为暗反应提供的 减少。
(4)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标? ,原因是 。
题组三 光合作用和细胞呼吸原理的应用
15.(2021江苏上冈高级中学高二期中)呼吸作用的原理在生产中具有广泛的应用。下列相关叙述正确的是( )
A.利用葡萄和酵母菌在持续通气的发酵罐内生产葡萄酒
B.一定湿度、零上低温、低氧环境有利于苹果的保鲜
C.降低温度、保持干燥不利于植物种子安全储藏
D.给植物松土的主要目的是抑制根细胞的无氧呼吸
16.关于光合作用原理应用的叙述,错误的是( )
A.作物合理间作套种,可充分利用光能
B.大田种植“正其行,通其风”,能提高作物对CO2的利用
C.适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度
D.人工给大棚植物补光,可以用任何颜色的光
能力提升练
题组一 综合分析影响光合作用的环境因素及其应用
1.(2021江苏南通如东高级中学调研,)科研工作者研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响,结果如图所示。有关叙述错误的是( )
A.土壤含水量对光合速率的影响和对番茄叶片气孔导度影响的趋势基本一致
B.土壤含水量为50%时,限制番茄光合速率的主要因素为气孔导度
C.土壤含水量的下降,可能影响番茄叶片光合产物的输出,从而限制了其暗反应的速率
D.土壤含水量的下降,可能引起了番茄叶绿体片层结构的不可逆改变,从而限制了其光反应的速率
2.(多选)(2021江苏苏州新草桥中学月考,)科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成图。下列相关说法正确的是( )
A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B.bc段适时通风、mn段适时遮阴可有效缓解Pn下降
C.致使ef段、p段Pn下降的原因是光照强度逐渐增强
D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
3.(2021江苏扬州中学月考,)某实验小组同学分别用40 W的白色、红色和黄色灯管做光源,设置不同的CO2浓度,处理葡萄试管苗。培养一段时间后,测定试管苗的净光合速率,结果如图,请回答下列问题:
(1)该实验的目的为探究 。
(2)若用14C标记CO2,在光合作用的过程中,14C依次出现在 等物质中。
(3)据图分析,a点的净光合速率大于c点,简要分析其原因是 ;在红光条件下,CO2浓度为300 μL·L-1时,对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。
(4)为探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变,提出实验思路如下:分别取 和黄光条件下培养的葡萄试管苗叶片,提取并分离其中的色素,通过比较滤纸条上从上到下第 条色素带的宽度来判断叶绿素含量是否发生改变。
题组二 绿色植物光合速率与呼吸速率的测定与判断
4.(2021江苏泰州中学调研,)如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置(呼吸底物为葡萄糖,不考虑装置中微生物的影响),下列相关叙述正确的是( )
A.烧杯中盛放NaHCO3溶液,可用于测定一定光强下植物的净光合速率
B.在遮光条件下,烧杯中盛放NaOH溶液,可用于测定植物无氧呼吸的强度
C.烧杯中盛放清水,可用于测定一定光照强度下植物的真正光合速率
D.在遮光条件下,烧杯中盛放清水,可用于测定植物有氧呼吸的强度
5.(2021江苏南京六校联合体一模改编,)利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )
甲 乙
A.从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B.光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C.光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率相等
D.光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间长
6.(多选)(2021江苏盐城中学段考,)如图是一种用来测定细胞呼吸速率的简便装置.分别取质量相等、生理活性相当的刚萌发的小麦种子和花生种子,分别放入三个相同的装置A、B、C中。将三个装置放在隔热、相同且适宜光照和温度等条件下培养。下列有关叙述中,正确的是( )
A
B
C
A.当种子中的有机物完全消耗时,温度计读数TB>TA>TC
B.开始测定后的一段时间内,玻璃管中的有色液滴移动的距离为hC>hB>hA
C.要计算细胞呼吸产生的CO2量,应以等量的清水代替NaOH溶液重复进行实验
D.不改变实验条件下,用等量的叶肉组织代替种子可研究叶肉细胞的呼吸速率
题组三 光合作用和呼吸作用的综合分析
7.(2020江苏南通海安高级中学段考,)某生物兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究,获得如图所示的实验结果。下列有关分析正确的是( )
A.该实验表明,温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度
B.当光照强度大于7时,该植物在15 ℃和25 ℃的环境中合成有机物的速率相同
C.随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强
D.该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长
8.(2021江苏徐州高一调研,)如图表示某植物叶肉细胞在有氧条件下,部分物质变化途径,其中①~④代表有关生理过程,相关叙述错误的是( )
A.过程③、④不在生物膜上进行
B.过程①、②、④都有ATP生成
C.过程③产生的C6H12O6中的氧来自H2O和CO2
D.过程④产生的[H]并不全都来自C6H12O6
9.(2021江苏部分高中联考,)某同学将生长旺盛的银边天竺葵(幼叶叶片全为绿色,成熟叶片边缘银白色)置于密闭容器内(已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等,气体含量相对值为1),在天气晴朗的早6时将该容器移至阳光下,日落后移到暗室中,测得容器中两种气体的相对含量如图所示。请回答下列问题:
(1)利用银边天竺葵成熟叶片提取叶绿体色素的实验中,对叶片进行 处理,能够提高提取液中叶绿体色素的含量。
(2)图中在 时该植株的光合作用强度等于呼吸作用强度,此时叶绿体的二氧化碳来源是 。
(3)从6时到8时,影响曲线变化的主要环境因素是 ,此环境因素对光合作用产生的影响是 (从光反应与暗反应的关系具体分析)。
(4)相比较17时,20时该植物干重 (选填“增多”“减少”或“一样多”)。
(5)分析两条曲线在20时后不对称的原因是 。
答案全解全析
基础过关练
1.D 本实验研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系,故自变量是光照强度,无关变量有CO2浓度和温度等,与用白炽灯作为光源相比,日光灯可有效避免光照强弱变化所引起的温度变化。
2.D 影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。雾霾天气使光照强度降低,导致农作物的光合速率下降。
3.B 分析曲线图:图示是20 ℃时小麦光合作用强度与光照强度的关系曲线,a点时,细胞只进行呼吸作用;ab段表示呼吸速率大于光合速率;b点时光合速率等于呼吸速率;b点之后,光合速率大于呼吸速率;cd段光合速率保持相对稳定。a点时,叶肉细胞只进行呼吸作用,产生ATP和[H]的结构有细胞质基质和线粒体,其中能产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确;当温度逐渐升高至最适范围时,cd段位置会上移,但当环境温度超过最适温度之后,光合速率降低,cd段位置会下移,B错误;Mg是植物合成叶绿素的必需元素,当缺少Mg时,叶绿素的合成受阻,导致光合作用强度降低,b点表示光合速率等于呼吸速率,因此当植物缺Mg时,要让光合作用和呼吸作用强度相等,就必须要增加光照强度以提高光合作用强度,所以b点将向右移,C正确;c点对应的光照强度是光饱和点,该点之后光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,此时影响因素可能是叶绿体中色素含量、酶的浓度等,D正确。
4.C 在B点时,草莓同时进行光合作用和呼吸作用,在线粒体中可通过有氧呼吸产生ATP,在叶绿体中可通过光反应产生ATP,A正确。草莓进行光合作用吸收二氧化碳,导致温室内二氧化碳浓度降低,使BC段净光合速率下降;CD段净光合速率上升的原因可能是打开温室的通风口,提高CO2浓度,B正确。EF段光照强度逐渐下降,导致净光合速率下降,C错误;在7~19时内,净光合速率都大于0,说明草莓有机物的积累量不断升高,D正确。
5.C 光照强度为a时,植物光合速率等于呼吸速率,植物A只有含有叶绿体的细胞才进行光合作用,而植物A的所有活细胞都要进行呼吸作用,故其叶绿体还需要消耗CO2,A正确;在A、B两植物的光饱和点时,植物A净光合速率大于植物B,同时它们的呼吸速率相等,故植物A固定CO2的能力大于植物B,B正确;在光照充足的条件下,植物A对光适应性较强,C错误;进行图中所示实验时,CO2浓度、温度属于无关变量,需对其进行控制,D正确。
6.D 由题图可知,a点净光合作用为0,此时光合速率与呼吸速率相等,甲植株在a点之前就已经进行光合作用,只是a点之前光合速率小于呼吸速率,A错误;乙植株18时之后,呼吸速率大于光合速率,有机物积累减少,因此18时有机物积累最多,B错误;曲线bc段下降的原因是由于气温高,蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔,导致植物吸收的CO2减少,de段的变化是由光照强度减弱引起的,C错误;bd段,乙曲线的变化为植物的“午休现象”,是部分气孔关闭导致叶内CO2浓度降低,而甲植物可能不存在“午休现象”或气孔关闭程度很小或气孔没有关闭,D正确。
7.答案 (1)ATP、NADPH C3的还原 (2)酶的活性 光反应和暗反应 (3)总光合速率 光照强度为0时,光合速率为0 L1 (4)最大(达100%) 随着叶龄的增加,叶绿素的含量减少、光合酶等酶的活性降低 光合产物的输出受阻
解析 (1)光合作用的光反应阶段会产生NADPH和ATP,供暗反应阶段C3的还原,故光照强度的变化会影响暗反应过程。(2)温度主要通过影响酶的活性进而影响光合作用,由于光反应和暗反应均需要酶的催化,故温度对两者均有影响。(3)分析图甲:当光照强度为0时,光合速率不是负值而是为0,故图甲中的光合速率是指总光合速率;在温度为10 ℃、光照强度大于L1千勒克司时,光合速率不再增加。(4)据图乙可知:B点叶片充分展开,能最大限度地吸收、利用光能,相对光合速率最大(达100%);CD段随着叶龄的增加,叶片衰老,叶绿素由于分解而含量减少、酶活性降低导致相对光合速率明显下降;花或果实是有机物积累的部位,若摘除花和果实,则光合产物的输出受阻,使叶片光合速率随之降低。
8.答案 (1)相同且适宜 (2)抑制、促进 30 红光、自然光(可交换) 一、二 (3)15 否 (4)ATP、[H](和O2) C3(或CO2)
解析 (1)利用LED灯设置不同光质时,各组的光照强度为无关变量,应该保持相同且适宜。(2)图1表明蓝光组叶绿素的含量低于对照组的自然光组,而类胡萝卜素高于自然光组,即蓝光对叶绿素和类胡萝卜素的作用分别是抑制和促进。据图2分析可知,为了更好地验证红光对类胡萝卜素的产生所起的作用,可以设置对照实验,即应在出苗后30天从分别经过红光、自然处理的植株上选取叶龄相同、大小相似的等质量叶片进行色素的提取与分离实验,可以推测经过红光处理的实验组因类胡萝卜素含量减少,滤纸条上自上而下第一、二条色素带会变窄。(3)由图2和图3分析可知,从花生出苗后第15天起,红光和蓝光对类胡萝卜素的含量影响较大,花生苗对红光和蓝光光能利用效率的差距在缩小,原因是类胡萝卜素主要吸收红光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(4)实验表明不同的光质主要影响花生幼苗叶肉细胞内叶绿体中光反应产生的ATP、[H](和O2)的能力,进而影响叶绿体基质中的暗反应阶段的三碳化合物的还原过程。
9.C 当作物较长时间被水淹后,根缺少氧气,导致根呼吸作用受抑制,这是叶片死亡的主要原因。另外根还可以进行无氧呼吸产生酒精,造成细胞被酒精毒害。
10.B 葡萄糖分解形成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中,A错误;b点时,细胞呼吸速率最大,说明此时的温度是呼吸酶的最适温度,而bc段,由于温度超过呼吸酶的最适温度,与细胞呼吸有关的酶活性降低,细胞呼吸被抑制,B正确;b点时,呼吸速率最大,氧气与葡萄糖和水脱下来的[H]结合生成的水最多,C错误;c点时,无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,葡萄糖释放的能量绝大部分以热能的形式散失,少量储存在ATP中,D错误。
11.C ab段所在的曲线随O2浓度的升高;呼吸作用的相对速率下降直到为0,可推测曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸,A正确;b点时马铃薯块茎细胞有氧呼吸的速率等于无氧呼吸的速率,只有马铃薯块茎细胞有氧呼吸第二阶段产生CO2,故产生CO2的场所是线粒体,B正确;bc段马铃薯块茎细胞有氧呼吸越来越强,无氧呼吸越来越弱,但仍有乳酸的产生,则乳酸的含量依然增加,C错误;马铃薯块茎细胞整个呼吸过程,只有有氧呼吸才会消耗氧气且产生等量的二氧化碳,故c点时马铃薯块茎细胞吸收O2的体积与放出CO2的体积相等,D正确。
12.C O2浓度小于b时,果实既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,b点后O2吸收量与CO2释放量相等,果实只进行有氧呼吸,A错误,C正确;氧气浓度为a时,若cd=ca,有氧呼吸产生的二氧化碳量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相等,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比例为3∶1,B错误;d点CO2的总释放量最低,一般表示总的呼吸作用强度最弱,为储存果蔬的最佳氧气浓度,D错误。
13.B 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A项错误;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行产物有乙醇和CO2的无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B项正确,C项错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,若温度过高,酶活性丧失,有氧呼吸速率为0,D项错误。
14.答案 (1)A (2)减慢 30 (3)主动运输 [H]和ATP (4)不能 因为无氧呼吸也可能会产生CO2
解析 (1)图中A、B、C三点中A点的有氧呼吸速率最快,因此A点在单位时间内与氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减慢作用,其中30 mml·L-1的KNO3溶液作用效果最好。(3)根通过主动运输吸收土壤中的Mg2+,该过程需要消耗能量,淹水缺氧导致根细胞有氧呼吸减弱,产生的ATP减少,故运输能力减弱,地上部分叶色变黄,色素含量降低,使光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少。(4)在淹水的情况下,根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,它们都能产生二氧化碳,故实验过程中不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。
15.B 酵母菌在无氧条件下才能进行酒精发酵,所以不能向发酵罐内持续通气,A错误;一定湿度、零上低温、低氧环境下苹果呼吸速率较慢,有利于苹果保鲜,B正确;降低温度、保持干燥,有机物消耗减慢,利于植物种子安全储藏,C错误;给植物松土的主要目的是促进根细胞的有氧呼吸,D错误。
16.D 合理间作套种,可以提高光合作用的面积,提高光能利用率,提高光合速率,A正确;合理密植,“正其行,通其风”,能提高作物对CO2的利用,进而提高光合速率,B正确;“光合午休”是植物中午为避免蒸腾作用过强而关闭部分气孔的现象,适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度,C正确;植物叶肉细胞内的光合色素主要吸收红光和蓝紫光,所以给大棚补光最好补充红光和蓝紫光,由于植物光合色素基本不吸收绿光,所以不能补充绿光,D错误。
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1.B 根据图中曲线的趋势可以看出,土壤含水量对甲、乙两种番茄光合速率的影响和对番茄叶片气孔导度影响的趋势基本一致,A正确;番茄在土壤含水量为50%的条件下,气孔导度较低,但胞间CO2浓度升高,说明土壤含水量为50%时,限制番茄光合速率的主要影响因素不是气孔导度,B错误;土壤含水量下降可能会影响到叶绿体中光合产物的输出,从而抑制暗反应的进行,导致光合速率下降,C正确;土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2浓度逐渐升高,可能因为水分亏缺导致类囊体结构破坏,从而影响光反应的速率,D正确。
2.ABD 日出后光照强度逐渐增大,ab段、lm段油桃固定CO2的速率逐渐增大,因此Pn随光照强度增大而增加,A正确。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降;而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,由环境温度过高导致部分气孔关闭,适时通风可增加CO2浓度,适时遮阴可降低气孔的关闭,从而有效缓解Pn下降,B正确;ef段、p段Pn下降是由傍晚光照强度减弱引起的,C错误;适时浇水、增施农家肥均是提高大田作物产量的重要措施,D正确。
3.答案 (1)不同波长的光和CO2浓度对葡萄试管苗光合作用的影响 (2)C3、(CH2O) (3)叶绿体中的色素吸收红光多于黄光,a点的净光合速率更高 大于 (4)白光 三、四
解析 (1)根据实验结果可知,该实验探究的是在不同波长的光的照射下,CO2浓度的变化对葡萄试管苗净光合速率的影响,即自变量是CO2浓度和不同波长的光。(2)若用14C标记CO2,在光合作用的过程中,二氧化碳首先与C5结合生成C3,而后经过一系列反应部分转变为糖类,因此,14C依次出现在C3、(CH2O)等物质中。(3)叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,在题中实验条件下,葡萄试管苗吸收红光多于黄光,a点的净光合速率更高,所以a点的净光合速率大于c点,在红光条件下,CO2浓度为300 μL·L-1时,此时葡萄试管苗的净光合速率为0,对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量,因为葡萄试管苗中能进行光合作用的细胞只是含叶绿体的细胞,而所有细胞都进行细胞呼吸。(4)要探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变,可以分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的葡萄试管苗叶片,提取其中的色素并用层析液分离,通过比较滤纸条上的叶绿素a、b色素带的宽窄(或叶绿素a、b色素带颜色深浅),即通过比较滤纸条上从上到下第三、四条色素带的宽度来判断叶绿素含量是否发生改变。
4.A NaHCO3溶液可以维持装置内CO2浓度的稳定,U型管中液面高度的变化是由装置中氧气量的变化造成的,可以代表净光合速率,A正确;NaOH溶液可以吸收CO2,无氧呼吸不消耗O2,不能用来测定植物无氧呼吸的强度,B错误;烧杯中盛放清水,一定光照强度下,光合作用吸收二氧化碳量与释放氧气量相等,有氧呼吸消耗氧气量与产生二氧化碳量相等,不能测定真正光合速率,C错误;在单位时间内,有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量,无论有氧呼吸强度多大,U型管中液面都不会发生变化,D错误。
5.B 图乙中曲线F所代表的植物的光补偿点和光饱和点均较低,因此适于在较弱光照下生长,A错误;将甲装置置于光下,在光照强度为1 klx时,植物E的光合速率小于呼吸速率,氧气含量减少,因此测定时着色液滴向左移动,B正确;图乙中光照强度为3 klx时,相同时间内,E植物总光合作用强度=10+20=30,而F植物总光合作用强度=10+10=20,即相同面积的E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2,C错误;光照强度为6 klx时,E植物净光合速率大于F植物,E植物释放的氧气更多,因此装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短,D错误。
6.BC 相同质量的小麦种子和花生种子中,由于花生种子中含脂肪较多,呼吸产生的能量较高,则当种子中的有机物完全消耗时,温度计读数TC最高;与装置A相比,装置B中小麦种子未消毒,含有微生物,微生物会进行呼吸作用产生能量,则温度计读数TB>TA,因此温度计读数TC>TB>TA,A错误。相同质量的小麦种子和花生种子中,由于花生种子中含脂肪较多,则装置C中消耗的氧气多,气体体积减小得多,则玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB;与装置A相比,装置B中小麦种子未消毒,含有微生物,微生物会进行呼吸作用消耗氧气,则玻璃管中的有色液滴移动的距离hB>hA,因此玻璃管中的有色液滴移动的距离hC>hB>hA,B正确。要计算细胞呼吸产生的CO2量,应以等量的清水代替NaOH溶液重复进行实验,因为NaOH溶液吸收CO2,C正确。叶肉组织会进行光合作用,干扰实验结果,故应在黑暗条件下,用等量的叶肉组织代替种子研究叶肉细胞的呼吸速率,D错误。
7.D 图中影响光合作用的因素只涉及温度和光照强度,并没有CO2浓度,A错误;当光照强度大于7时,该植物在15 ℃和25 ℃的环境中积累有机物的速率相同,但25 ℃时合成有机物的速率较大,B错误;在一定温度范围内,随着温度的升高,该植物的呼吸速率逐渐增强,但是超过一定的温度后,该植物的呼吸速率会减弱,C错误;由图中可以看出,在15 ℃条件下,植物的净光合速率较高,并且在光照强度为5时就达到了光饱和点,D正确。
8.C 图中①~④分别代表光反应、有氧呼吸第三阶段、暗反应中C3还原和有氧呼吸第一和第二阶段。暗反应中C3还原和有氧呼吸第二阶段分别在叶绿体基质和线粒体基质中完成,A正确;光反应和有氧呼吸第一、二、三阶段均能产生ATP,B正确;C3还原产生的C6H12O6中的氧来自CO2,光反应释放的O2中O来自H2O,C错误;有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]来自C6H12O6和H2O,D正确。
9.答案 (1)剪去银边和叶脉并剪碎叶片 (2)8和17 从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收或从胞间吸收)和呼吸作用释放 (3)光照强度 光反应向暗反应提供的ATP和[H]较少,使暗反应中C3的还原受到抑制 (4)减少 (5)不进行光合作用,植物细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸
解析 (1)银边天竺葵成熟叶片具有不含叶绿体色素的银白边缘,因此要剪去成熟叶片的银白边和叶脉并剪碎叶片,才能提高提取液中叶绿体色素的含量。(2)该植株6时至8时之间,该植株呼吸作用强度大于光合作用强度,8时至17时之间,该植株呼吸作用强度小于光合作用强度,17时后,该植株光合作用强度小于呼吸作用强度,在8和17时,该植株光合作用强度等于呼吸作用强度。此时对于叶肉细胞而言,光合作用强度大于呼吸作用强度,因此叶绿体的二氧化碳的来源是从外界环境吸收(或从密闭容器内吸收或从胞间吸收)和呼吸作用释放。(3)从6时到8时,光合作用强度小于呼吸作用强度,且光合作用在逐渐增强,因此6时到8时影响曲线变化的主要环境因素是光照强度,光照强度减弱,光反应向暗反应提供的ATP和[H]较少,使暗反应中C3的还原受到抑制。(4)17时光合作用强度与呼吸作用强度相等,此时植物体内有机物积累量最大,干重最大,17时以后即使进行光合作用,但光合作用强度小于呼吸作用强度,因此20时植物体内的有机物干重小于17时的。(5)分析两条曲线在20时后不对称的原因是叶肉细胞不进行光合作用,而植物细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,都可产生CO2。
1.D
2.D
3.B
4.C
5.C
6.D
9.C
10.B
11.C
12.C
13.B
15.B
16.D
1.B
2.ABD
4.A
5.B
6.BC
7.D
8.C
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