1、第11讲 影响光合作用速率的因素及光合作用和细胞呼吸的关系一、选择题1(2019三亚模拟)下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化，相关叙述正确的是()A过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程发生在线粒体的内膜上B过程发生在线粒体中C过程均需要H和ATP的参与D过程产生的H是相同的物质，过程在线粒体中进行答案A解析过程表示光合作用的光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，A正确；过程表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，B错误；过程是CO2的固定，不需要H和ATP的参与，C错误；过程是光反应，产生的是NADPH，过程产生的是NA
2、DH，即过程产生的H是不同的物质，过程是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体中，D错误。2如图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，下列说法中正确的是()A真核细胞中都含有M、N，原核细胞中都不含M、NBM中H的运动方向是从叶绿体基质到叶绿体的囊状结构CM、N既能进行DNA复制又能产生ATPD图中的叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量小于光合作用吸收的CO2量答案C解析图中M表示叶绿体，叶绿体是进行光合作用的场所，N表示线粒体，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，蛔虫细胞中不含线粒体(N)，叶绿体只分布在植物的绿色细胞中，A错误；叶绿体中H的运动方向是由叶绿体的囊状结构到叶绿体的基质，B错误；线粒
3、体和叶绿体中含有DNA，既能进行DNA复制又能产生ATP，C正确；从图中看出，线粒体有氧呼吸释放的二氧化碳除了供给叶绿体光合作用以外，还有部分扩散到细胞外，说明有氧呼吸强度大于光合作用强度，即该叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量大于光合作用吸收的CO2量，D错误。3将盆栽植物天竺葵浇上含18O的水后，置于密闭的玻璃钟罩内，再把整个装置放在室外阳光下，并保持适宜的温度条件。一周后，玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有18O()O2水蒸气CO2葡萄糖氨基酸脂肪A中含有，中没有B中含有，中没有C中含有，中没有D中都可能含有答案D解析植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中，水还可
4、经过光合作用生成氧气，存在于周围的空气中；植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中，二氧化碳也会释放到周围的空气中；二氧化碳中的氧，通过光合作用又可转移到葡萄糖中，而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸，从而18O可进入脂肪和氨基酸等有机物中。4(2019天津市蓟州等部分区第一学期期末)下图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下)，下列说法不正确的是()A可以判断D点开始进行光合作用B降低土壤中的Mg2浓度，D点将向右移C提高大气中的CO2浓度，E点将向右下移D该植物呼吸作用消耗O2的相对速率是4答案A解析D点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此该植物D点以前就已经进行光合作用
5、了，A错误；降低土壤中的Mg2浓度，则叶绿素合成不足，导致光合速率降低，D点将右移，B正确；提高大气中的CO2浓度，光合速率增强，因此E点将向右下移，C正确；曲线与纵坐标相交的点代表呼吸作用强度，即该植物呼吸作用消耗O2的相对速率是4，D正确。5(2019湖北省武汉市第六中学月考)某研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是()A03小时植物叶肉细胞中的ATP只来源于细胞质基质B实验中绿色植物光合速率达到最大的时刻是第30小时C实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度强D48小时内植物体内
6、有机物总量增加答案D解析实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，因此能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，A错误；实验中绿色植物光合速率达到最大的时刻也就是CO2吸收速率曲线的最高点所对应的时刻，即第36小时，B错误；由2个24小时的积累量可推知前24小时比后24小时的平均光照强度弱，C错误；据曲线分析，实验开始48小时后，室内的二氧化碳浓度降低，说明该二氧化碳用于光合作用合成有机物，表明此段时间内有有机物的积累，D正确。6(2019厦门高中毕业班第一次质量检查)下图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是()A15 时呼吸作用为暗反应提
7、供的ATP不足B537 范围内，植物均表现为生长状态C当温度达到50 时，植物细胞因蛋白质失活而死亡D温室栽培中温度控制在37 左右最利于该植物生长答案B解析暗反应需要的ATP来自于光反应，而不是呼吸作用，A错误；图中显示，537 范围内，实际光合速率始终大于呼吸速率，因此植物均表现为生长状态，B正确；当温度达到50 时，植物仍然能够进行呼吸作用，说明植物没有死亡，C错误；在温度为30 条件下，实际光合速率与呼吸速率的差值最大，即植物的有机物净积累量最多，最利于该植物生长，D错误。7如图中曲线表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为
8、。下列分析合理的是()A与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低B在y点时，升高温度导致曲线由变为C制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量D制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度答案D解析与y点相比，x点光照强度较弱，光反应产生的H和ATP较少，C3消耗量减少，又因为CO2浓度与y点一样，C3产生量不变，所以C3含量较高，A错误；曲线已经表示黄豆在适宜温度下的光合作用速率与光照强度的关系，再升高温度，酶活性减弱，光合速率会下降，B错误；x点随着光照强度的增强，光合速率也在增加，所以制约x点时光合作用的因素主要是光照强度，C错误；z点的光合速率不再随着光照强度的增加而增加，而且此时温度处于
9、最适状态，所以限制因素最可能是CO2浓度，D正确。8某同学研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24 h取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24 h待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是()A24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶B24 h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶C24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(kv) mol/瓶D24 h待测深度水体中生
10、物光合作用产生的氧气量是(kv) mol/瓶答案D解析c瓶相当于对照，其中的氧气含量为三个相同透明玻璃瓶的初始氧含量(w)，a瓶包以黑胶布再包以铅箔，瓶中的生物由于得不到光照只能进行呼吸作用，a瓶中的溶氧量会减少，减少量即为呼吸作用强度：(wv)，A、C错误；b瓶是实验组，瓶中的生物既可以进行光合作用也可以进行呼吸作用，b瓶中的溶氧量增加，增加量为净光合量(kw)，总光合量则为净光合量呼吸消耗量：(kw)(wv)kv，B错误，D正确。二、非选择题9(2019山东潍坊一模)光补偿点与光饱和点是研究光照强度对植物光合作用影响的两个重要指标。光补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的光照强度；
11、光饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低光照强度。请回答相关问题：(1)在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，_是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的外界原因可能是_。(2)早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往_(填“降低”或“升高”)，植物的光补偿点会_(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗质量应当采取_(至少答出两点)等措施。(3)如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率_(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是_。答案(1)光照强度环境中的CO2浓度较低，导致暗
12、反应限制了光反应(2)降低升高增施农家肥，适当通风(3)不一定相同它们的呼吸速率不一定相同解析(1)在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，此时提高光照强度，光合作用强度增强，光照强度是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后，提高光照强度，光合作用强度不再增强的原因可能是环境中的CO2浓度较低，导致暗反应限制了光反应。(2)早春采用密闭玻璃温室育苗时，由于密闭温室中CO2的含量不断减少，光合作用强度减弱，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率降低，植物呼吸作用和光合作用相等时需要更高的光照强度，既光补偿点会升高，因此要提高育苗质量应当采取增施农家肥，适当通风等措施提高C
13、O2浓度。(3)如果两种农作物的光补偿点相同，即光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度相同，但它们的呼吸速率不一定相同，所以它们在光补偿点时实际光合作用速率不一定相同。10(2019唐山一模)图甲是玉米及其他两种农作物的光照强度和光合速率关系图，图乙表示某日光温室大棚蔬菜在不同温度和光照强度下光合作用强度变化趋势。请回答下列问题：(1)图甲中，_植物适宜与玉米间作，理由是_。(2)分析图乙中的两条曲线，温度为25 、光照强度小于2 klx，采取_措施有助于提高作物的产量，判断依据是_。(3)由图乙可知，若某一天温度为25 ，光照强度大于1 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则一昼夜后
14、该蔬菜的干重将_(填“增加”“减少”或“不变”)。答案(1)植物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米(植物在低光照强度下就可以达到最大光合速率)，与玉米间作能充分利用光能(2)适当降低温度光照强度小于2 klx时，25 净光合作用强度低于15 净光合作用强度(3)减少解析(1)据图分析，图甲中植物的光补偿点和光饱和点都明显低于玉米，在低光照强度下就可以达到最大光合速率，因此其与玉米间作能充分利用光能。(2)据图分析，图乙中，当温度为25 、光照强度小于2 klx时，其净光合作用强度低于15 净光合作用强度，因此可以采取适当降低温度的措施来提高作物的产量。(3)若某一天温度为25 ，光照强度大于1
15、 klx小于2 klx，光照时间为12小时，则这12小时净光合量在(022.4)12之间，而12小时黑暗条件下细胞呼吸消耗量为1222.4，因此一昼夜有机物的积累量12小时净光合量12小时呼吸消耗量0，所以一昼夜后该蔬菜的干重将减少。11(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)
16、。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_。答案(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加解析(1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养，由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，因此密闭小室中的CO2浓度降低，植物的光合速率也随之降低；甲种植物的CO2补偿点大于乙种
17、植物的，当甲种植物净光合速率为0时，对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点，故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O2，使小室中的O2浓度升高，而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水，所以O2增多时，有氧呼吸会增加。12(2019北京海淀期中)铁皮石斛为我国传统名贵中药材，研究人员对它的栽培条件进行了相关研究，实验结果如下。处理L1L2L3W1W2W3W1W2W3W1W2W3干重/g2.913.432.312.583.792.861.932.342.41注：1.L1、L2和L3分别代表光照强度为360、240和120 mol/(m2s
18、)。2W1、W2和W3分别代表基质含水量为基质最大持水量的100%、70%和40%。(1)该实验研究了_对铁皮石斛光合作用的影响。(2)据表分析，铁皮石斛在_条件下的生长状况最好。请绘出在此基质含水量条件下，铁皮石斛产量与光照强度关系的柱形图。(3)在低光照情况下，由于_阶段产生的_少，使得铁皮石斛的产量较低。(4)进一步研究发现，在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高，表明植株可以通过积累可溶性糖_，这是植株的一种保护性反应。(5)为保证铁皮石斛的产量，请提出在强光条件下的栽培建议：_。答案(1)光照强度和基质含水量(2)L2W2柱形图(见下图)(3)光反应ATP和H(4)从而提
19、高细胞的渗透调节能力(5)将基质含水量控制在基质最大持水量的70%左右解析(1)从表格中数据可知，本实验的自变量是光照强度和基质的含水量，因变量的检测指标是铁皮石斛的干重，而干重大小则代表了铁皮石斛光合作用的强弱。因此该实验研究的是光照强度和基质含水量对铁皮石斛光合作用的影响。(2)据表格分析，在光照强度为L2且基质含水量为W2的条件下，铁皮石斛的干重最大，为3.79 g，生长状况最好。在W2(70%)条件下，随着光照强度的减弱(L1L2L3)，铁皮石斛的干重是先增加(3.43 g3.79 g)再减少(2.34 g)的。(3)在低光照情况下，由于光反应阶段产生的ATP和H少，使得铁皮石斛的产量较低。(4)进一步研究发现，在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高，表明植株可以通过积累可溶性糖从而提高细胞的渗透调节能力，这是植株的一种保护性反应。(5)从表格中数据可知，在强光条件下，为保证铁皮石斛的产量，应使基质的含水量控制在基质最大持水量的70%左右。
