高考生物专题2细胞的代谢专点5辨析影响光合作用和细胞呼吸的因素复习题.doc

考点5 辨析影响光合作用和细胞呼吸的因素1.关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”(1)光照强度①图中A点代表的相对值为细胞呼吸强度,B点的代谢特点为植物的光合速率等于细胞呼吸速率,此时的光照强度为光补偿点,而图中C点是达到最大光合速率的最小光照强度,即为光饱和点。②若上图是在光合作用的最适温度25 ℃条件下测得绘制的曲线,现若将温度提高至细胞呼吸最适温度30 ℃,再测得数据绘制曲线,则图中A点下移,B点右移,C点左移,D点左下移;若环境缺少镁,则A点不动,B点右移,C点左移,D点左下移。③图中D点之前的限制因素为光照强度,而之后的限制因素:外因有温度、CO2的供应量;内因有色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等。(2)CO2浓度①图乙中A点时代谢特点为光合速率与细胞呼吸速率相等,此时的二氧化碳浓度为二氧化碳补偿点,而图甲中D点时二氧化碳浓度是植物进行光合作用时最小二氧化碳浓度,从D点才开始启动光合作用。②B点和P点的限制因素:外因有温度和光照强度;内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量。(3)多因子影响曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。当达到Q点时,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。2.聚焦氧气浓度对细胞呼吸相关两类曲线中关键点(1)图甲中O2浓度为0时,并非细胞呼吸强度为0,而是只进行无氧呼吸,氧气浓度大于0小于10%时两种呼吸类型均有,大于等于10%时只进行有氧呼吸;图乙中从c点开始也是只进行有氧呼吸,并且c点以后随着氧分压在一定范围内的增大,有氧呼吸还会加强。另外,图乙中a、b、c的有氧呼吸强度逐步增强,而无氧呼吸强度逐步减弱,c时降为0。(2)图甲中AB=BC,但是氧浓度为C点时,无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同。(3)图甲中R点时,细胞呼吸释放出的CO2总量最小,由此可知,在贮藏种子或蔬菜水果保鲜时应保持低温、低氧而非无氧。3.聚焦密闭容器及自然环境中植物一昼夜光合作用曲线(1)AB段(ab段):无光照,植物只进行呼吸作用,CO2浓度增大。(2)BC段(bc段):温度降低,呼吸酶活性降低,CO2释放速率降低,CO2浓度增加速率减缓。(3)CD段(cd段):4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度,CO2释放速率降低,CO2浓度增加速率进一步减缓。(4)D点(d点):随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。(5)DE段(de段):光合作用强度>呼吸作用强度, CO2吸收速率增大,CO2浓度降低。(6)EF段(ef段):因正午时分,部分气孔关闭,图乙中CO2吸收速率减小,图甲中CO2浓度降低减缓。(7)FG段(fg段):气孔逐步打开,图乙中CO2吸收速率增大,图甲中CO2浓度降低加快。(8)GH段(gh段):光照强度逐渐减弱,光合与呼吸速率的差值逐渐减小,CO2吸收速率减小,CO2浓度降低。(9)HI段(hi段):光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。(10)图甲中植物生长与否的判断:若 I点低于A点,说明一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用>呼吸作用,植物生长;若I点高于A点,说明光合作用<呼吸作用,植物体内有机物总量减少,植物不能生长。若I点等于A点,说明光合作用=呼吸作用,植物体内有机物总量不变,植物不生长。题组一 辨析光合速率随光照强度变化的特点1.(2016·全国乙,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是__________________。(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高____________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是__________________________________________________。答案 (1)光照强度 (2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的解析 (1)甲组在a点条件下,增加光照强度,光合作用强度继续增加,故光合作用的主要限制因子是光照强度。(2)甲组在b点条件下,光照强度不再是光合作用的限制因子,要增加光合作用强度,需增加光合作用原料,而O2是光合作用产物,CO2才是光合作用的原料,故应该增加CO2浓度。(3)个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响,则在甲组的光照条件下,乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同,此与题干矛盾,故可排除遗传因素影响,因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起,并非遗传物质改变所致。真题重组 判断与填充:(1)(经典高考题节选)科学家研究CO2浓度,光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图所示。请据图判断下列叙述:①光照强度为c时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同( √ )②光照强度为c时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同( √ )(2)(2016·江苏,32节选)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。最适宜在果树林下套种的品种是____,最适应较高光强的品种是______。若增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的________,而S3在光饱和点时可能________(填序号)。①光反应已基本饱和 ②暗反应已基本饱和 ③光、暗反应都已基本饱和 答案 S2 S3 ATP、[H] ①②③(3)(2012·四川,30节选)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体,该突变体对强光照环境的适应能力更强。该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时,与野生型相比,突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度为m时,测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大,据此推测,突变体固定CO2形成______的速率更快,对光反应产生的____________________消耗也更快,进而提高了光合放氧速率。答案 较大 C3 NADPH、ATP2.(20。省略部分。料也有利于产量的提高,原因是___________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)不会 (2)增加 细胞质基质、线粒体、叶绿体 (3)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迅速下降 植物蒸腾水分保留在棚内,湿度较大,植物叶片气孔关闭程度较小 推迟(4)增加密闭环境中CO2含量、适当增加光照强度 土壤微生物分解有机肥料所产生的CO2和无机盐使农作物的光合作用强度得到提高题组六 辨析光合速率曲线中关键点含义及移动原理11.将小麦植株置于密闭玻璃罩内,下图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收或释放量随光照强度的变化,实验结果如图所示。请回答下列问题:(1)b点的生物学含义是______________________________________________。此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为________________________。适当提高CO2浓度后再测定,图中的b点将向__________移动。(2)若适当提高CO2浓度,d点将向____________移动。此时叶绿体产生的O2的去向是____________(填“线粒体”“细胞外”或“两者都有”)。答案 (1)光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率 细胞质基质和线粒体 左 (2)右下 两者都有解析 (1)分析题图发现,纵坐标表示氧气吸收速率即净光合速率,横坐标表示光照强度;b点氧气吸收速率为0,即净光合速率为0,其含义为:光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率;此时小麦根尖(根尖中无叶绿体),只能进行呼吸作用产生ATP,呼吸作用产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。图中适当提高CO2浓度后,光合速率增加,光补偿点减小,b点将向左移动。 (2)提高二氧化碳浓度后,植物的最大光合速率增加,d点会向下移,最大光合速率增加,需要的光照强度会增加,所以d点会向右移;因此d点向右下移。思维延伸 完成下列问题:(1)某实验小组在不同的湿度条件下测定了黄瓜叶片的净光合作用速率和气孔导度。结果如图1所示,在湿度为40%时黄瓜叶片的净光合作用速率和光照强度的关系如图2所示,请回答下列问题:①分析图1可知,随着环境中相对湿度的降低,黄瓜叶片的净光合作用不断降低,根据图中信息,分析其原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________。②图2中的C点时,黄瓜叶肉细胞产生的氧气扩散途径是___________________,若将图2的环境的相对湿度提高至60%,则相对湿度提高后B点将______(填“左移”“右移”或“不移”)。(2)将生长发育状况相同的某经济作物分为两组,Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度,Ⅱ组不做处理,分别测定净光合速率的日变化情况,结果如图,则__________点时体内有机物总量最少;若增加Ⅰ组的透光量(其他条件不变),c点应向__________移。答案 (1)①气孔导度下降导致二氧化碳供应不足和水分供应不足 ②进入线粒体和扩散到空气中 左移 (2)c 左题组七 辨析细胞呼吸速率曲线随影响因素变化的特点12. (2014·海南,26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题:(1)在12~24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是______________呼吸,该呼吸方式在细胞中发生的部位是____________________,其产物是______________。(2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会____________,主要原因是____________________________________________________________________________。(3)胚根长出后,萌发种子的__________呼吸速率明显升高。答案 (1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳(2)减少 种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,使有机物的总量下降 (3)有氧解析 (1)据图可知,在12~24 h期间,氧气吸收量很少,而二氧化碳释放量很多,表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸;无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间,种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,使有机物的总量下降。(3)胚根长出后,氧气的吸收量明显增多,说明有氧呼吸的速率明显提高。真题重组 完成下列相关内容:(1)[2011·江苏,26(3)改编]如图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线,在T1~T2时段,单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有____________________________________________________。答案 酵母菌进行无氧呼吸,产生的能量少和酵母菌种群数量增多(2)(2015·安徽,29节选)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是_____________;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的____________浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测__________的浓度变化来计算呼吸速率。答案 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O213.为研究影响线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(注:图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析错误的是(  )A.过程①有水的生成B.加入的呼吸底物是葡萄糖C.过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足D.过程②比⑤耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足答案 B解析 由题图曲线可知,加入线粒体后,①过程氧气浓度略有下降,说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段,有水的生成,A正确;加入的呼吸底物不一定是葡萄糖,B错误;④过程氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,⑤过程氧气浓度的下降速度加快,说明④比③耗氧速率低的主要原因是ADP数量少,C正确;分析题图可知,②过程加入ADP,氧气浓度下降较慢,加入底物后氧气浓度下降速度加快,由于氧气的作用是与[H]结合形成水,因此限制②过程氧气浓度降低的因素可能是[H];加入ADP后,⑤过程氧气浓度降低的速度加快,说明该过程限制氧气与还原氢结合的因素是ADP的量,因此②比⑤耗氧速率低的主要原因是[H]不足,D正确。19
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