1、影响光合作用的因素及与细胞呼吸的关系(30分钟100分)一、选择题(共6小题,每小题6分,共36分)1.光合作用速率等于呼吸作用速率所对应的光照强度为光补偿点。某同学将生长状态相似的番茄幼苗均分为两组,其中一组置于缺镁的培养液中培养一段时间,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,下列说法正确的是()A.实验组光合作用下降是光反应强度降低,暗反应强度不变所导致B.实验组的光补偿点与对照组相同C.实验组色素带的位置和宽窄与对照组相同D.适当增加实验组环境中CO2浓度可使其光补偿点降低【解析】选D。实验组光合色素含量减少导致光反应强度降低,由于光反应也会影响暗反应,故暗反应强度也降低;实验组的光补偿
2、点相对对照组增大;实验组色素带的位置与对照组相同,但叶绿素a和叶绿素b对应色素带会变窄;实验组的色素含量少,光反应弱,适当增加实验组环境中CO2浓度可使其光补偿点降低。2.(2019日照模拟)如图表示高等绿色植物某细胞内水的生成与分解过程,其中、表示相关生理过程。下列有关该图的分析错误的是()A.氧气充足时能进行过程的细胞也能进行过程B.伴随过程产生的能量,大部分以热能的形式散失C.过程O2的消耗量与过程O2的生成量无直接关系D.过程发生在线粒体内膜上,过程发生在叶绿体内膜上【解析】选D。氧气充足时能进行光合作用过程的细胞也能进行有氧呼吸过程,A正确;伴随有氧呼吸过程产生的能量,大部分以热能的
3、形式散失,少部分储存在ATP中,B正确;有氧呼吸过程O2的消耗量与光合作用过程O2的生成量无直接关系,C正确;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,光合作用的光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,D错误。3.下列关于提高农作物产量的措施中,不合理的是()A.蔬菜大棚采用蓝紫色的薄膜,有利于提高农作物光合效率B.施用农家肥有利于土壤微生物的代谢,可为农作物提供更多的CO2C.维持蔬菜大棚中适当的昼夜温差,可减少有机物消耗,提高产量D.合理密植有利于提高农作物对光、水、肥等资源的利用率【解析】选A。绿色植物对其他颜色的光也有吸收,蔬菜大棚采用蓝紫色的薄膜,不利于提高农作物光合效率,A不合理;农家肥含
4、有较多的有机物,施用农家肥有利于土壤微生物的代谢,通过微生物的呼吸作用可为农作物提供更多的CO2,B合理;适当的昼夜温差可以使晚上有机物消耗减少,C合理;合理密植有利于提高农作物对光、水、肥等资源的利用率,D合理。4.夏季晴天,将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外,从凌晨0时开始,定期测定玻璃罩中某种气体含量,结果如图所示。下列分析正确的是()A.本实验测定的气体是CO2B.该植物进行光合作用的起始时间是6时C.若9时和12时合成有机物的速率相等,则9时的呼吸速率小于12时的D.与0时相比较,24时该植物的干重减少【解析】选C。由图可知,该气体相对值先减少后增加,本实验测定的气体是O2,A项错
5、误;6时和18时的光合速率和呼吸速率相等,光合作用的起始时间应在6时之前,B项错误;该曲线的斜率代表速率,9时的净光合速率大于12时的,若9时和12时真正光合速率相等,则9时的呼吸速率小于12时的,C项正确;24时的O2含量高于0时的,说明植物一昼夜内有机物的积累量大于0,即该植物的干重增加,D项错误。5.(2019石家庄模拟)如图表示叶片光合速率与叶肉细胞间隙中CO2浓度的关系。下列有关叙述不正确的是()A.BC段斜率与叶绿体内固定CO2酶活性呈正相关B.温室效应能有效提高植物光合速率C.当CO2浓度低于b时植物不进行光合作用D.当CO2浓度高于s时Pm值主要受光反应速率的限制【解析】选C。
6、BC段固定CO2酶活性越强,固定的CO2越多,光合速率越大,A正确;CO2含量在0s之间,随着CO2浓度的升高,植物光合速率逐渐增大,所以温室效应能有效提高植物光合速率,B正确;当CO2浓度低于b时植物能进行光合作用,但其强度小于呼吸作用,C错误;当CO2浓度高于s时,CO2达到饱和状态,此时H和ATP的供应不能满足暗反应的需要,Pm值主要受光反应速率的限制,D正确。【方法技巧】曲线图中的限制因素分析(1)达到曲线的饱和点之前,限制因素是横坐标表示的因素。(2)达到曲线的饱和点之后,限制因素是除横坐标表示的因素以外的其他因素。6.(2020贵州模拟)下图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线
7、图,图中曲线、分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同,则据图判断不正确的是()A.在水分充足时桑叶没有出现“光合午休”现象B.曲线双峰形成与光照强度的变化有关C.导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“光合午休”程度【解析】选C。曲线为降雨后第2天(水分充足)测得的数据,曲线没有出现“光合午休”现象,A项正确;曲线和曲线分别是降雨后第8天和第15天测得的数据,此时土壤含水量减少,并都出现“光合午休”现象,即中午温度高,为降低蒸腾作用,气孔关闭,导致这种曲线变化的主要因素是光照强度,而导致曲线光合速率低的主要因素是土壤含水量,B项正确,C项错误;
8、根据曲线可知,适时进行灌溉可以缓解桑叶“光合午休”程度,D项正确。二、非选择题(共2小题,共34分)7.(14分)(2018全国卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A叶片是树冠_(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是_。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是_。【解题指南】(1)关键信息:分析
9、题干两图的区别,比较光饱和点、光补偿点的大小。(2)关键知识:光合作用过程、影响光合作用的外界因素。【解析】(1)题干两图横坐标都是光照强度,纵坐标都是净光合速率。A叶片的细胞呼吸弱,光补偿点低,光饱和点低,适应弱光环境,判断为下层叶片。(2)放氧速率不变,说明光反应速率不变,净光合速率下降的主要原因是暗反应受到抑制。(3)绿叶中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取。答案:(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇8.(20分)(2020重庆模拟)如图1表示发生在植物叶肉细胞中的光合作用和细胞呼吸两种代谢反应,图中数字表示反应过程,字母表示有关物质。图
10、2为测量光照强度对光合作用效率影响的实验装置简图,实验中其他环境因素保持稳定不变。图3是该实验观测指标的变化数据。(1)其中C代表NADP+,写出上图编号所代表的物质:D_,I_。(2)发生在线粒体内膜上的反应过程编号是_。(3)若突然停止光照,短时间内H的含量变化是_(填“增加”“不变”或“减少”)。(4)发生在该植物叶肉细胞中的光合作用是指_(结构)通过利用光能,把CO2和_(填图中的字母)合成为储存着能量的有机物并释放O2的过程。(5)实验装置图2用于观测的指标是_的变化量。(6)图2实验装置在光强为1 000 lx时,实验进行10分钟,则红色液滴的移动情况是_(参照图3数据)。【解析】
11、(1)据图分析,图1表示光合作用与有氧呼吸的过程,其中,A是H,D是NADPH,I是丙酮酸。(2)发生在线粒体内膜上的反应是有氧呼吸的第三阶段。(3)若突然停止光照,光反应停止,短时间内H减少。(4)光合作用是指叶绿体通过利用光能,把CO2和水(B)合成为储存着能量的有机物并释放O2的过程。(5)实验装置图2瓶内的碳酸氢钠可以维持瓶内CO2浓度的稳定,能影响液滴移动的只有O2的变化量,所以观测的指标是O2的变化量。(6)图2实验装置在光强为1 000 lx时,已经达到光饱和点,此时装置中液滴移动的距离表示净光合作用量,所以实验进行10分钟,则红色液滴的移动情况是向右移动1010=100格。答案
12、:(1)NADPH丙酮酸(2)(3)减少(4)叶绿体B(5)氧气(6)右移100格1.(7分)(2020赤峰模拟)如图表示植物细胞代谢的过程,有关叙述错误的是()A.植物细胞过程的进行与过程密切相关,与过程无关B.若植物缺Mg则首先会受到显著影响的生理过程是C.图中过程O2的释放量小于过程O2的吸收量,则该植物体内有机物的量将减少D.蓝藻细胞的过程发生在类囊体薄膜上,发生在叶绿体基质中【解析】选D。分析图形可知是水进入细胞,是光反应,是暗反应,是吸收矿质元素,是细胞呼吸第一阶段,是产生酒精的无氧呼吸,是产生乳酸的无氧呼吸,是有氧呼吸的总反应,是有氧呼吸第二阶段,是有氧呼吸第三阶段。植物吸收矿质
13、元素是主动运输,需要ATP和载体蛋白,该能量来自细胞呼吸,光反应产生的ATP只能用于暗反应,A正确;Mg是叶绿素的组成成分,缺Mg后叶绿素无法形成,直接影响光合作用的光反应,B正确;如果光合作用释放的氧气量小于有氧呼吸过程中氧气的吸收量,说明该植物的呼吸作用速率大于光合作用速率,呼吸作用会消耗有机物,所以植物体内有机物的量将减少,C正确;蓝藻细胞是原核细胞,没有叶绿体,D错误。2.(23分)(素养提升科学探究)补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响,研究小组在温度适宜的玻璃温室中,分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验,补光时间为上午7:00
14、10:00。结果如图所示:(1)补光实验时,采用适宜温度的原因是_。(2)该实验证明,自然光照下补充_nm的光可以提高光合作用速率。(3)10:00时光照突然停止,此时光合作用速率是否为0?_;原因是_。(4)现有沉置于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液,其他材料器具自选,欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响,请写出实验思路:_。【解析】(1)根据题意知,实验中温度是无关变量,为了在不同时间、不同波长的补光实验时对植物光合速率不造成影响,所以要采用适宜且相同的温度进行实验。(2)对比曲线分析,与自然光照下比较,补充450 nm、680 nm的光可以提高光合作用速率,若采用5
15、80 nm的光进行补光实验,植物光合速率反而更低。(3)若10:00时光照突然停止,由于此时刻叶绿体内还有一定量的ATP和H,所以叶绿体内暗反应还可以继续进行,此时光合作用合成有机物的速率不为0。(4)欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响,则首先应配制不同浓度的碳酸氢钠溶液,用以提供不同浓度的CO2,再选用相同数量的小圆叶片放入不同浓度的碳酸氢钠溶液中,给予相同强度的光照,观察记录相同时间内小圆叶片上浮的数量。答案:(1)避免由于温度不适影响植物光合作用速率(2)450、680(3)否光照停止,叶绿体内依然积累有ATP和H,暗反应继续进行(4)配制不同浓度的碳酸氢钠溶液,分别加入等量的小圆叶片,给予相同的光照,一段时间后观察、记录小圆叶片上浮的数量
