
?易錯點09 光合作用與呼吸作用
1.有關(guān)“凈光合作用與真正光合作用”
(1)光下并不是只進行光合作用,細胞呼吸同時進行,如果有氧氣釋放,說明光合作用強度大于細胞呼吸強度;如果有二氧化碳釋放,說明光合作用強度小于細胞呼吸強度。
(2)對于密閉透明容器中的綠色植物,在黑暗的環(huán)境中,容器中二氧化碳或氧氣的變化量反映了植物體進行的呼吸作用;在光照下,容器中二氧化碳或氧氣的變化量,是植物體凈光合作用的結(jié)果。
凈光合作用=總光合作用-呼吸作用。
2.有關(guān)“影響光合、呼吸的因素”
(1)影響光合、呼吸的主要因素
①溫度改變時,細胞呼吸會受到影響;光合作用不管是光反應還是暗反應均會受影響,但主要影響暗反應,因為參與暗反應的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應的多。
②CO2濃度很低時,光合作用不能進行;當CO2濃度大于某值時,光合作用才能進行。CO2濃度過大時,會抑制植物的呼吸作用,進而影響到光合作用。
(2)環(huán)境因素改變引發(fā)的補償點和飽和點的移動
植物的光(CO2)補償點和光(CO2)飽和點受外界環(huán)境影響,當外界環(huán)境變化時,光(CO2)補償點和光(CO2)飽和點都會發(fā)生相應變化,規(guī)律如下:
①若呼吸速率增加,CO2(光)補償點應右移,反之應左移。
②若呼吸速率基本不變,條件的改變使光合速率下降時,CO2(光)補償點應右移,反之應左移。
③陰生植物與陽生植物相比,CO2(光)補償點和飽和點都相應向左移動
1.如圖表示高等植物細胞內(nèi)某些生理過程中物質(zhì)變化的關(guān)系,其中①~④表示生理過程的不同階段,下列說法正確的是( )
A.階段①產(chǎn)生的[H]和ATP可以用于CO2的固定和C3的還原
B.過程①③④可為葉肉細胞吸收K+提供動力
C.在無氧環(huán)境中,階段③和④產(chǎn)生的能量都有一部分儲存在ATP中,一部分以熱能形式散失
D.階段④可能在細胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生,也可能在線粒體基質(zhì)中發(fā)生
【答案】D
【分析】由圖分析可知,①為光合作用的光反應階段水在光下分解,產(chǎn)生O2和[H],a表示O2, ②為光合作用的暗反應階段,發(fā)生CO2的固定和C3的還原,b為CO2,③為呼吸作用的第一階段,葡萄糖在酶的催化作用下,分解產(chǎn)生丙酮酸和[H],并且釋放出少量的能量,④可 表示為有氧呼吸的第二階段,丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H],并釋放出少量能量,或者表示無氧呼吸的第二階段,丙酮酸在酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳。
【詳解】A、階段①產(chǎn)生的[H]和ATP可以用于C3的還原,A錯誤;
B、光反應階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應階段C3的還原,過程③可為葉肉細胞吸收K+提供動力,若④表示為有氧呼吸的第二階段,則可為葉肉細胞吸收K+提供動力,若過程④表示無氧呼吸的第二階段,則不能為葉肉細胞吸收K+提供動力,B錯誤;
C、在無氧環(huán)境中,階段④不產(chǎn)生能量,C錯誤;
D、若階段④為無氧呼吸的第二階段,則在細胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生,若階段④為有氧呼吸的第二階段,則在線粒體基質(zhì)中發(fā)生,D正確。
故選D。
【點睛】綜合考察光合作用和呼吸作用的知識點,需要學生熟記各個反應階段的相關(guān)物質(zhì)變化,對于圖中的④階段要多方面分析,既有可能為有氧呼吸的第二階段,也有可能為無氧呼吸的第二階段。
2.下面是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖,相關(guān)敘述錯誤的是
A.細胞①處于黑暗環(huán)境中,該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率
B.細胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2的交換,可斷定此時光合速率等于呼吸速率
C.細胞③處在較強光照條件下,細胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和
D.分析細胞④可得出,此時光合作用強于細胞呼吸
【答案】D
【分析】由圖可知,細胞①吸收O2,釋放CO2,細胞處于黑暗環(huán)境;細胞②光合作用=呼吸作用;細胞③光合作用大于呼吸作用;細胞④有光照,但是光合作用小于呼吸作用。
【詳解】A.由圖可知,細胞①葉綠體沒有氧氣的產(chǎn)生,說明該細胞只進行呼吸作用,沒光照,因而該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率,A正確;
B.由圖可知,細胞②既沒有從外界吸收O2,又沒釋放CO2,細胞內(nèi)處于動態(tài)平衡,因而光合速率等于呼吸速率,B正確;
C.由圖可知,細胞③從外界吸收CO2,說明僅靠呼吸作用產(chǎn)生的CO2不足以用來進行光合作用,因而光合作用大于呼吸作用,N=N1+N2,C正確;
D.由圖可知,細胞④從外界吸收O2,釋放CO2,因而光合作用小于呼吸作用,D錯誤;
故選D。
3.以測定CO2吸收量與釋放量為指標,研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,結(jié)果如圖所示。下列分析錯誤的是(???????)
A.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等
B.光照相同時間,35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等
C.光照相同時間,在25℃條件下植物積累的有機物的量最多
D.溫度在10℃-25℃范圍內(nèi),隨著溫度升高,光合作用制造的有機物的量增加
【答案】A
【分析】溫度通過影響酶的活性進而影響光合作用和呼吸作用,圖中光照下CO2的吸收量表示凈光合速率,黑暗中CO2的釋放量表示呼吸速率,總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
【詳解】A、兩曲線的交點表示光合作用積累的有機物的量(凈光合速率)與呼吸作用消耗的有機物的量(呼吸速率)相等,還可以表示光合作用制造的有機物(總光合速率)是呼吸作用消耗的有機物量(呼吸速率)的兩倍,A錯誤;
B、光照相同時間,35℃時光合作用制造的有機物為3.0+3.5=6.5mg/h,30℃時光合作用制造的有機物為3.5+3.0=6.5mg/h,所以相等,B正確;
C、光照相同時間,在25℃條件下,據(jù)圖可知,凈光合速率最大,此時兩條曲線的差值最大,所以植物積累的有機物的量最多,C正確;
D、溫度在10℃-25℃范圍內(nèi),據(jù)圖可知,隨著溫度升高,凈光合速率和呼吸速率都在增加,說明光合作用制造的有機物的量(總光合速率)增加,D正確。
故選A。
4.分析下面有關(guān)光合作用和呼吸作用的三張曲線圖,下列說法正確的是()
A.甲圖中 c 點時的溫度如果對應是乙圖的 t1,則當溫度變成 t2 時,c 點向左上方移動
B.從乙圖可以看出,一天 24 小時,12 小時光照 12 小時黑暗條件下,溫度為 t4 時, 植物可以正常生長
C.如果乙圖的光強度位于光飽和點,那么白天環(huán)境溫度為 t2 時,植物能獲得最佳的生 長收益
D.從丙圖可知,用于地膜覆蓋、大棚種植等的塑料薄膜的顏色最好為紅色或藍紫色, 這樣有助于促進作物的光合作用
【答案】C
【分析】本題著重從曲線圖中獲得有效解題信息。圖甲中c點對應的二氧化碳吸收量為光飽和點時的光合速率。圖乙中光合作用的最適溫度在t2和t3之間,在t2時有機物積累量最大;呼吸作用的最適溫度在t4點溫度之后;在t4點溫度之前是兩曲線的交點,表示凈光合作用量為0,超過該交點之后植物不能生長。圖丙中,實線表示葉綠素的吸收光譜,虛線表示類胡蘿卜素的吸收光譜,圖中可以看出,色素對紅光和藍紫光吸收最多,對其它光吸收較少。
【詳解】A、由圖示信息可知,甲圖中c點時的溫度如果對應是乙圖的t1,則當溫度變成t2時,總光合作用增強,需要的光照強度也應增大,又由于總光合作用與呼吸作用的差值增大,所以c點應向右上方移動,錯誤。
B、溫度接近t4時,總光合作用強度等于呼吸作用強度,由于植物白天既進行光合作用又進行呼吸作用,晚上只進行呼吸作用,白天植物沒有積累營養(yǎng)物質(zhì),晚上一直消耗營養(yǎng)物質(zhì),所以t4溫度條件下,由于總光合速率小于呼吸作用速率,故有機物消耗大于制造,因而有機物含量將減少,不能正常生長,錯誤。
C、如果乙圖的光強度位于光飽和點,那么白天環(huán)境溫度為t2時,植物總光合作用與呼吸作用的差值最大,能獲得最佳的生長收益,正確。
D、由于葉綠體中的色素能夠吸收紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種光質(zhì),所以無色的塑料薄膜用于地膜覆蓋、大棚種植最有助于促進作物的光合作用,錯誤。
故,選C。
【點睛】本題難度中等,屬于考綱中理解、應用層次的考查,著重考查考生分析曲線圖的能力,以及影響光合作用的環(huán)境因素及應用、色素的吸收光譜、呼吸作用等知識點的理解。本題解答關(guān)鍵是理解“正常生存”和“最佳的生長收益”兩詞,正常生存要求凈光合速率大于0即可,而最佳的生長收益要求總光合作用減去呼吸作用的差值最大。
5.如圖表示夏季晴天某植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)一晝夜CO2濃度的變化曲線(實線),據(jù)圖判斷正確的是( )
A.H點時植物產(chǎn)生ATP的場所只有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
B.光合作用是從D點開始的,因為D點后CO2濃度開始下降
C.處于實線與虛線交叉點時的光合作用強度等于呼吸作用強度
D.經(jīng)歷一天的植物體內(nèi)的有機物有積累,容器內(nèi)O2含量增加
【答案】D
【分析】植物的光合作用強度大于呼吸作用強度時,密閉裝置內(nèi)的二氧化碳濃度減小;植物的光合作用強度小于呼吸作用強度時,密閉裝置內(nèi)的二氧化碳濃度增大。一天中光照強度先由弱變強,然后再由強變?nèi)?。圖中D點和H點應是光合作用強度與呼吸作用強度相等的點。
【詳解】A. H點時植物同時進行光合作用和呼吸作用,產(chǎn)生ATP的場所包括細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,A錯誤;
B. 光合作用是從C點開始的,CD段(不包括D點)光合作用強度小于呼吸作用強度,所以二氧化碳濃度增加變慢,B錯誤;
C.A點沒有光照,只進行呼吸作用,處于實線與虛線的另一交叉點處光合作用強度大于呼吸作用強度,C錯誤;
D. I點二氧化碳濃度低于A點,說明經(jīng)歷一天的植物體內(nèi)的有機物有積累,容器內(nèi)O2含量增加,D正確。
故選D。
【點睛】本題易錯選B項,錯因在于對光合作用強度、呼吸作用強度和密閉裝置內(nèi)的二氧化碳濃度的關(guān)系理解不清。
1.不同光照條件下葉肉細胞的氣體代謝特點
曲線
光合作用強度與細胞呼吸強度的關(guān)系
氣體代謝特點
圖示
A點
只進行細胞呼吸
吸收O2,釋放CO2
AB段
細胞呼吸強度大于光合作用強度
吸收O2,釋放CO2
B點
細胞呼吸強度等于光合作用強度
不與外界發(fā)生氣體交換
B點后
光合作用強度大于細胞呼吸強度
吸收CO2,釋放O2
2.真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的辨析
(1)內(nèi)在關(guān)系
①細胞呼吸速率:植物非綠色組織(如蘋果果肉細胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。
②凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。
③真正光合速率=凈光合速率+細胞呼吸速率。
(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定
檢測指標
細胞呼吸速率
凈光合速率
真正光合速率
CO2
釋放量(黑暗)
吸收量(植物)、減少量(環(huán)境)
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)、
消耗量(黑暗)
釋放量(植物)、增加量(環(huán)境)
產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量
葡萄糖
消耗量(黑暗)
積累量、增加量
產(chǎn)生量、生成量、制造量、合成量
3.光合速率的測定方法
(1)“液滴移動法”
①測定呼吸速率
a.裝置燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液用于吸收CO2。
b.玻璃鐘罩遮光處理,以排除光合作用干擾。
c.置于適宜溫度環(huán)境中。
d.紅色液滴向左移動(單位時間內(nèi)左移距離代表呼吸速率)。
②測定凈光合速率
a.裝置燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液,用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定,滿足光合作用需求。
b.必須給予足夠光照處理,且溫度適宜。
c.紅色液滴向右移動(單位時間內(nèi)右移距離代表凈光合速率)。
(2)“黑白瓶法”
黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只進行細胞呼吸,而白瓶中的生物既能進行光合作用又能進行細胞呼吸,所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度值,用白瓶(有光照的一組)測得的為表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。
(3)“稱重法”
將葉片一半遮光,一半曝光,遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表細胞呼吸強度值,曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強度值,綜合兩者可計算出真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理,以防止有機物的運輸。
1.下圖甲、乙表示某植物體內(nèi)的光合作用與呼吸作用過程及其與溫度的關(guān)系,下列有關(guān)敘述錯誤的是
A.圖甲所示植物在光照條件下,25℃時該植物積累的有機物最多
B.圖乙中①過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,②過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
C.圖甲中兩曲線的交點表示光合作用制造的有機物與呼吸作用消耗的有機物量相等
D.圖乙中①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣,①④過程都能產(chǎn)生[H]
【答案】C
【分析】圖甲中,虛線代表光照下二氧化碳的吸收速率,即凈光合速率;實線代表黑暗中二氧化碳的釋放速率,即呼吸速率。圖乙中①過程代表呼吸作用第一階段,②過程代表暗反應中三碳化合物的還原階段,③代表暗反應中二氧化碳的固定階段,④代表有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段,X物質(zhì)為三碳化合物,Y物質(zhì)為丙酮酸。
【詳解】A、圖甲所示植物在光照條件下,25℃時二氧化碳的吸收速率最高,說明此溫度下該植物積累的有機物最多,A正確;
B、呼吸作用第一階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中,暗反應發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,B正確;
C、圖甲中兩曲線的交點表示凈光合速率與呼吸速率相等,此時光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗的有機物量的二倍,C錯誤;
D、光合作用中光反應階段產(chǎn)生氧氣,有氧呼吸第三階段消耗氧氣,圖乙中①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣,①④過程都能產(chǎn)生[H],D正確。
故選C。
【點睛】植物呼吸速率、凈光合速率、真正(總) 光合速率的不同表示:
檢測指標
呼吸速率
凈光合速率
真正(總) 光合速率
CO2
釋放量(黑暗)
吸收量
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)
釋放量
產(chǎn)生量
有機物
消耗量(黑暗)
積累量
制造量、產(chǎn)生量
2.柱花草主要生存在年平均氣溫19-25℃的地區(qū),其對低溫脅迫較為敏感,易發(fā)生冷害。下表為科研人員為研究溫度對柱花草生長的影響在不同溫度下測得的柱花草葉片光合作用速率等相關(guān)指標。下列分析錯誤的是(???????)
分組
處理類型檢測內(nèi)容
凈光合速率(μmolO2/m2·s)
總光合速率(μmolO2/m2·s)
CO2固定酶活性(μmolO2/mg蛋白·min)
甲組
6℃處理
3.11
3.51
3.34
乙組
25℃處理
14.78
15.15
6.86
丙組
36℃處理
14.14
14.51
6.07
A.本實驗中的對照組是乙組,甲組、丙組為實驗組
B.對柱花草生長的影響,6℃條件下比36℃條件下要更大
C.在6℃條件下,可通過增加CO2濃度來提高柱花草的總光合速率
D.與光合作用相比,溫度脅迫對柱花草的呼吸作用無顯著影響
【答案】C
【分析】分析題意可知,柱花草主要生存在年均氣溫19-25℃的地區(qū),故三組實驗里,25℃組為對照組,而6℃和36℃條件均超出了柱花草的適應溫度范圍,均為實驗組,6℃組為低溫脅迫處理實驗組,36℃組為高溫脅迫處理實驗組。6℃處理后,CO2固定酶活性降低了一半,總光合速率和凈光合速率均有所降低;36℃處理后,CO2固定酶活性只少許降低,凈光合速率和總光合速率下降程度也不大。
【詳解】A、分析題意可知,柱花草主要生存在年均氣溫19-25℃的地區(qū),故三組實驗里,25℃組為對照組,A正確;
B、與25℃比較,6℃組凈光合速率的下降和總光合速率下降均比36℃組更顯著,因而6℃對柱花草生長的影響更大,B正確;
C、6℃處理條件下,影響光合速率的主要因素是CO2固定酶活性,即使增加CO2濃度,暗反應速率也不會明顯增加,故不能通過增加CO2濃度來提高總光合速率,C錯誤;
D、由表中數(shù)據(jù)可以看出,6℃和36℃條件下,總光合速率和凈光合速率下降程度相差不大,而總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,則可說明溫度改變,對呼吸速率改變影響較小,D正確。
故選C。
【點睛】本題以實驗為背景、結(jié)合表格,主要考查影響光合作用的因素,意在強化學生對影響光合作用的因素的相關(guān)知識的理解與運用及對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理,難度中等。
3.下面為植物光合作用和呼吸作用有關(guān)實驗圖,回答相關(guān)問題:
(1)將對稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光(如圖 1),并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种g的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射 12 小時后,從兩側(cè)截取同等面積的葉片,烘干稱 重,分別記為 a 和 b(單位:g),則 b?a 所代表的是 12 小時內(nèi)_______。
(2)圖 2 表示某植物的非綠色器官在氧濃度為 a、b、c、d 時,CO2 釋放量和 O2 吸收量 的關(guān)系圖,若細胞呼吸的底物是葡萄糖,則在氧濃度為 c 時,無氧呼吸消耗葡萄糖的 量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的_______________倍。
(3)當光照強度為 5klx,若白天給予植物 12 小時光照,則圖 3 植物一晝夜需從周圍環(huán) 境中吸收 CO2 ________________mmol。
(4)圖 4 中隨時間的延長光照強度逐漸增強, O~D 間此幼苗細胞呼吸消耗的有機物量 為 ____ (用 S1、S2、S3 表示);光合作用有機物的凈積累量為___________(用 S1、 S2、S3 表示)。
【答案】???? 截取部分的光合作用制造的有機物總量???? 1.5???? 12???? S1+S3???? S2- S1
【分析】本題是對光合作用與呼吸作用的關(guān)系、光反應與暗反應的關(guān)系、有氧呼吸與無氧呼吸的異同點、影響光合作用的因素和在生產(chǎn)實踐中的應用的綜合性考查,根據(jù)問題涉及的具體內(nèi)容梳理相關(guān)知識點,然后結(jié)合題干和題圖信息進行解答。
【詳解】(1)設(shè)截取部分的起始質(zhì)量為x,則12小時呼吸作用消耗的有機物為y,則有a=x﹣y,b=x+(實際光合作用合成的有機物﹣y),因此(b﹣a)=x+(實際光合作用合成的有機物﹣y)﹣(x﹣y)=實際光合作用合成的有機物。
(2)當外界氧濃度為c時,該器官CO2的釋放量相對值為6,而O2的吸收量相對值為4,說明有氧呼吸CO2的釋放量為4,無氧呼吸CO2的釋放量為2,根據(jù)無氧呼吸和有氧呼吸反應可計算出有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖分別是、1,故無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍。
(3)圖3中光照強度為5klx時,呼吸速率為2,凈光合速率為3,真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率=2+3=5,每天12小時光照,產(chǎn)生的氧氣量為5×12=60,經(jīng)過一晝夜氧氣的凈釋放量為60﹣24×2=12,根據(jù)光合作用的反應式可知,此時植物一晝夜需從周圍環(huán)境中吸收CO212mmol。
(4)圖4中S代表有機物量,0﹣D間此植物呼吸作用消耗的有機物量為S1+S3,光合作用有機物的凈積累量為(S2+S3)﹣(S1+S3)=S2﹣S1。
【點睛】本題考查光合作用與呼吸作用的相關(guān)知識,意在考察考生對圖形的提取信息分析能力,理解所學知識點,把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系綜合運用解決問題的能力。
1.以測定的 O2 吸收量與釋放量為指標,研究溫度對某陽生植物光合作用與呼吸作用的影響,結(jié)果如圖所示。下列分析不正確的是( )
A.光照相同時間,在40℃條件下植物積累的有機物量最多
B.光照相同時間,兩曲線的交點 A、C 兩點表示植物光合作用制造的有機物與呼吸作用消耗的有機物的量相等
C.低于A 點對應溫度時,植物呼吸作用消耗的有機物隨溫度升高而增加
D.光照相同時間,A、B 兩點植物光合作用制造的有機物的量相等
【答案】B
【分析】分析曲線:黑暗下O2的吸收量表示的是呼吸作用強度,而光照下O2的釋放量表示的則是凈光合作用強度,因此,圖示曲線中實線表示的是凈光合作用強度隨溫度變化曲線,虛線則表示呼吸作用強度隨溫度變化的曲線。A點表示34℃左右凈光合作用速率等于呼吸作用速率,即單位時間內(nèi)有機物凈積累的量等于有機物消耗量;B點表示在40℃下,凈光合作用速率最快,即有機物積累的速率最快;C點表示47℃左右凈光合作用速率等于呼吸作用速率,即單位時間內(nèi)有機物凈積累的量等于有機物消耗量;D點表示50℃時,凈光合作用強度為0,而呼吸作用強度不為0,宏觀表現(xiàn)為植物體質(zhì)量既不增加也不減少。
【詳解】A、實線表示的是凈光合作用速率的曲線,故由圖可知在40℃下有機物凈積累速率最快,其積累的有機物量也就最多,正確。
B、光照相同時間,兩曲線的交點 A、C 兩點表示植物光合作用凈積累的有機物與呼吸作用消耗的有機物的量相等,而制造的有機物是呼吸作用消耗的有機物的二倍,錯誤。
C、由虛線可知,低于 A 點對應溫度時,植物呼吸作用消耗的有機物隨溫度升高而增加,正確。
D、A點時有機物制造速率=3.75+3.75=7.5mg/h,B點時有機物制造速率=4+3.5=7.5mg/h,因此,在相同的時間內(nèi),A點和B點有機物制造的量相等,正確。
故選B。
【點睛】本題解題的關(guān)鍵在于對曲線的正確解讀,突破口為對“黑暗下O2的吸收量”和“光照下O2的釋放量”的正確理解,黑暗下O2的吸收量表示的是呼吸作用強度,而光照下O2的釋放量表示的則是凈光合作用強度。
2.新疆的西瓜和葡萄都很甜,下列有關(guān)解釋錯誤的是
A.白天光照強氣溫高,光合作用旺盛,糖類積累得多
B.晚上氣溫低,呼吸作用微弱,有機物分解得少
C.呼吸作用分解的有機物不是光合作用制造的
D.是獨特的氣候造就了甜美的新疆瓜果
【答案】C
【分析】新疆的西瓜和葡萄都很甜,說明含有較多的可溶性糖,果實中有機物的積累是光合作用和呼吸作用共同作用的結(jié)果。
【詳解】植物體內(nèi)積累的有機物決定于光合作用合成的有機物與呼吸作用消耗的有機物之差。新疆白天光照強氣溫高,光合作用旺盛,合成的有機物多;晚上氣溫低,呼吸作用微弱,有機物分解的少,所以糖類積累的多,西瓜和葡萄都很甜。
故選C。
3.將甲、乙品種大豆幼苗分別放置在兩個密閉透明玻璃罩內(nèi),光照等條件相同且適宜,罩內(nèi)CO2含量變化如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是
A.實驗過程中甲、乙幼苗產(chǎn)生CO2的場所均為線粒體
B.與甲幼苗相比,乙幼苗固定CO2的能力強
C.0?15 min,乙幼苗釋放CO2的速率逐漸增大
D.30?40 min,甲幼苗凈光合速率為零,CO2含量相對穩(wěn)定
【答案】C
【分析】分析題圖:圖示表示在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養(yǎng),玻璃罩內(nèi)的CO2含量的變化,開始時,由于光合速率大于呼吸速率,所以密閉容器中的二氧化碳含量不斷減少;當光合速率等于呼吸速率時,密閉容器中的二氧化碳含量保持相對穩(wěn)定。
【詳解】A、甲乙植株主要進行有氧呼吸,其產(chǎn)生CO2的場所主要是線粒體,A正確;
B、乙植株所在密閉玻璃罩內(nèi)的CO2含量較甲低,據(jù)此可知乙植株能利用較低濃度的CO2進行光合作用,因此乙植株比甲植株固定CO2的能力強,B正確;
C、隨著時間的延長,玻璃罩內(nèi)CO2的含量逐漸降低,光合作用逐漸減弱,乙植株釋放O2的速率逐漸減小,C錯誤;
D、30-45min甲植株光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用釋放的CO2量,因此凈光合速率為零,CO2含量保持相對穩(wěn)定,D正確。
故選C。
4.如圖表示某植物細胞內(nèi)的代謝過程,下列有關(guān)敘述不正確的是(?。?br />
A.X、Y物質(zhì)分別代表三碳化合物和丙酮酸
B.①、④過程可以產(chǎn)生ATP,②過程需要消耗ATP
C.①過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,②過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
D.①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣
【答案】C
【分析】分析題圖:圖示表示有氧呼吸和光合作用的部分過程,其中①表示有氧呼吸的第一階段,Y物質(zhì)是丙酮酸;②表示光合作用暗反應過程中三碳化合物的還原,X物質(zhì)是三碳化合物;③表示光合作用暗反應過程中二氧化碳的固定;④表示有氧呼吸的第二階段。
【詳解】A、根據(jù)以上分析已知,X物質(zhì)是三碳化合物,Y物質(zhì)是丙酮酸,A正確;
B、根據(jù)以上分析已知,①、④過程分別表示有氧呼吸第一階段和第二階段,都可以產(chǎn)生ATP;②表示光合作用暗反應過程中三碳化合物的還原,消耗ATP,B正確;
C、①表示有氧呼吸的第一階段,發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì);②表示光合作用暗反應過程中三碳化合物的還原,發(fā)生在葉綠體基質(zhì),C錯誤;
D、圖示四個過程既不包括光合作用光反應(產(chǎn)生氧氣),也不包括有氧呼吸第三階段(消耗氧氣),因此①②③④四個過程既不消耗氧氣也不產(chǎn)生氧氣,D正確。
故選C。
5.細葉桉(陽生)和蛤蔞(陰生)均為我國南方地區(qū)常見的植物。下圖為這兩種植物在溫度、水分均適宜的條件下,光合作用速率與呼吸速率的比值(P/R)隨光照強度變化的曲線圖,下列有關(guān)說法中錯誤的是(?????)
A.當光照強度為a時,葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的膜結(jié)構(gòu)有類囊體薄膜、線粒體內(nèi)膜
B.光照強度在c點之后,限制B植物P/R值增大的主要外界因素是CO2濃度
C.若適當增加土壤中無機鹽鎂的含量一段時間后,B植物的a點右移
D.光照強度為x (b<x<c),每日光照12小時,一晝夜中細葉桉的干重將減少,蛤蔞的干重將增加
【答案】C
【分析】陰生植物在光照強度較低時就能達到最大值,而陽生植物需要在較強的光照強度下才能達到最大值,據(jù)此可判斷A是陽生植物細葉桉,B是陰生植物蛤蔞,光照強度為 a時,B植物的P/R=1,也即光合作用等于呼吸作用,在此之前的光照強度,植物的光合作用小于植物的呼吸作用,光照強度為 b時,A植物的P/R=1,也即光合作用等于呼吸作用,在此之前的光照強度,植物的光合作用小于植物的呼吸作用,光照強度為c時,植物B的光合作用達到最大值,光照強度為d時,植物A的光合作用達到最大值,據(jù)此分析對各選項進行判斷。
【詳解】A. 當光照強度為a時,植物A、B都既進行光合作用又進行呼吸作用,光合作用產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體中類囊體薄膜,細胞呼吸產(chǎn)生ATP場所包括細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,因此葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的膜結(jié)構(gòu)有類囊體薄膜、線粒體內(nèi)膜,A正確;
B. 光照強度在c點之后,隨著光照強度的增加,植物B光合作用速率不再增加,此時限制B植物光合作用的外界因素不再是光照強度,又題干表明溫度、水分均適宜,因此限制B植物P/R值增大的主要外界因素是CO2濃度,B正確;
C. 若適當增加土壤中無機鹽鎂的含量一段時間后,植物吸收鎂增加使得細胞中葉綠素含量增加,植物的光合作用速率增加,而此時細胞呼吸速率不變,因此B植物的a點左移,C錯誤;
D. 光照強度為x (b<x<c),每日光照12小時,蛤蔞的P/R>2而細葉桉P/R<2,因此一晝夜中細葉桉的干重將減少,蛤蔞的干重將增加,D正確;
因此選C。
【點睛】本題以陽生植物的陰生植物為背景,綜合考查了光合作用和細胞呼吸及影響光合作用的外界因素,意在考查考生理解所學知識要點,把握知識間內(nèi)在聯(lián)系,形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力;能運用所學知識,準確判斷問題的能力。
6.給予充足的光照,利用紅外測量儀每隔5min測定一次小室中的CO2濃度,結(jié)果如圖所示。對此實驗敘述正確的是
A.此實驗可用于驗證A植物比B植物具有更強的固定CO2的能力
B.當CO2濃度約為0.8 mmol/L時,A、B兩植物的光合作用強度相等
C.若A植物在第5 min時光照突然降低,C5/C3的值將增加
D.30 min以后,兩種植物光合作用強度都與呼吸作用強度相等
【答案】D
【分析】據(jù)圖可知,在實驗開始階段,A植物使二氧化碳濃度下降的較快,但B植物可以利用較低濃度的二氧化碳。實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
【詳解】據(jù)圖可知B植物在低濃度CO2時還可以進行光合作用,所以B植物固定CO2的能力較A植物強,A錯誤;CO2濃度約為0.8 mmol/L時,A、B兩植物曲線相交,表明密閉小室中被植物吸收的CO2相等,而光合作用強度是指單位時間、單位面積植物利用CO2的量,B錯誤;光照突然減弱,光反應產(chǎn)生的ATP和[H]的量減少,C3還原生成C5的量減少,消耗的C3的也量減少,而CO2的固定量在短時間內(nèi)不變,因此從總體上C5的量減少,C3的量增加,C錯誤。30分鐘后,小室中的CO2濃度不在變化,說明A、B植物不再吸收CO2,此時A、B植物的光合作用固定CO2的量分別等于各自呼吸作用放出的CO2的量,D正確。
【點睛】根據(jù)關(guān)鍵詞判定呼吸速率、凈光合速率、真正(總) 光合速率
檢測指標
呼吸速率
凈光合速率
真正(總) 光合速率
CO2
釋放量(黑暗)
吸收量
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)
釋放量
產(chǎn)生量
有機物
消耗量(黑暗)
積累量
制造量、產(chǎn)生量
7.下圖為某植物細胞部分結(jié)構(gòu)氣體交換示意圖,據(jù)圖分析下列敘述中正確的是???
A.a(chǎn)、b箭頭表示的是O2進出細胞的過程
B.e、f箭頭表示的是CO2進出細胞的過程
C.在較強光照下,測得光合作用產(chǎn)物的去向是圖中的b、c
D.在較強光照下,測得呼吸作用產(chǎn)物的去向是圖中的d、f
【答案】C
【分析】分析題圖可知,A是葉綠體,B是線粒體,a、d、f是二氧化碳,b、c、e是氧氣。
【詳解】葉綠體能利用光能將二氧化碳和水合成有機物,并釋放氧氣,所以a表示二氧化碳的進入,b表示氧氣出細胞,A錯誤;線粒體消耗氧氣,產(chǎn)生二氧化碳,所以e表示氧氣進入細胞,f表示二氧化碳出細胞,B錯誤;在較強光照下,光合速率大于呼吸速率,細胞從外界吸收二氧化碳,并向外釋放氧氣,所以測得光合作用產(chǎn)物的去向是圖中的b、c,C正確;在較強光照下,因為呼吸作用強度小于光合作用強度,所以測得呼吸作用產(chǎn)物的去向是圖中的d,D錯誤。
故選C。
8.在晴朗無云的夏日,某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強度的日變化,結(jié)果如圖?;卮鹣铝袉栴}。
(1)據(jù)圖分析,與10時相比,7時蔬菜的光合作用強度低,此時,主要的外界限制因素是_________;從10時到12時,該蔬菜的光合作用強度____________。
(2)為探究如何提高該蔬菜光合作用強度,小組成員將菜地分成A、B兩塊,10~14時在A菜地上方遮陽,B菜地不遮陽,其他條件相同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強度比B菜地的高,主要原因是_____________________。
(3)小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋,測得棚內(nèi)溫度比B菜地高,一段時間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比,C菜地蔬菜產(chǎn)量低,從光合作用和呼吸作用的原理分析,原因是_____________________________。
【答案】???? 光照強度???? 降低???? B地光照強度過高,導致蔬菜氣孔關(guān)閉,二氧化碳吸收受阻,光合作用速率降低???? C的溫度上升,光合作用有關(guān)酶活性下降,呼吸作用有關(guān)酶活性增加,C的凈光合作用降低,產(chǎn)量下降,因此C的蔬菜產(chǎn)量低于B
【分析】影響光合作用的環(huán)境因素:光照、二氧化碳濃度、溫度、水、礦質(zhì)元素等該題以一天的時間來代替光照強度,中午因為光照強度過強,氣孔關(guān)閉影響光合作用的暗反應從而影響整個光合作用過程。溫度的變化會引起光合作用和呼吸作用相關(guān)酶活性影響光合和呼吸作用,植物的產(chǎn)量既有機物的積累,是植物一天光合作用的產(chǎn)物減去呼吸作用所消耗的有機物:凈光合作用=總光合作用-呼吸作用。
【詳解】(1)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增加而增加,與10時相比,7時光照強度弱,此時,影響光合作用的主要因素是光照強度,10時到12時,從圖中分析可知,光合作用強度在降低;
(2)光合作用在一定范圍內(nèi)隨光照強度的增加而增加,當光照強度持續(xù)增加同時溫度上升,會對植物組織內(nèi)部灼燒,部分氣孔關(guān)閉,導致植物從外界吸收二氧化碳受阻,植物暗反應受到限制,光合作用強度降低;
(3)當溫度升高后,與光合作用有關(guān)的酶會由于溫度過高而活性降低,光合作用強度降低,呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度高于光合作用有關(guān)酶的最適溫度,呼吸速率上升,最終導致凈光合速率降低,蔬菜的有機物積累減少,產(chǎn)量降低。
【點睛】本題主要考察環(huán)境對植物光合作用的影響,需要學生能夠根據(jù)光合作用過程所需原料、酶進行綜合分析,對學生的要求較高。
9.紫云英是一種豆科植物,瀘州地區(qū)越冬稻田種植紫云英主要用作飼料和綠肥。下圖表示紫云英植株在最適CO2濃度和溫度條件下,光照強度與光合速率的關(guān)系曲線(呼吸作用的最適溫度比光合作用高)。請分析回答下列問題:
(1)將紫云英加工為飼料的主要操作:紫云英莖稈切段→填壓入窖→密封一段時間。其中密封的目的是通過微生物進行______,初步分解莖稈中的有機物,以利于禽畜的消化吸收。
(2)在提取紫云英葉片色素的實驗中,加入少量碳酸鈣的目的是______,在分離色素時,擴散最慢的兩種色素主要吸收______光。
(3)圖中B點紫云英葉肉細胞中能產(chǎn)生ATP的場所有______,若適當升高溫度,圖中A點將______移,B點將______移。
(4)圖中C點時,該植株總光合速率為______mg/(100cm2葉·h-1)的CO2,B點時,葉肉細胞的光合速率______(填“大于”“等于”或“小于”)葉肉細胞的呼吸速率。
【答案】???? 厭氧發(fā)酵(無氧呼吸)???? 防止色素被破壞???? 紅光和藍紫光???? 葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基???? 下???? 右???? 20???? 大于
【分析】本道題考查的是光合作用與呼吸作用的綜合,以及對色素的分離與提取實驗的細節(jié),碳酸鈣的作用是保護色素,二氧化硅的作用是使研磨更加充分。
【詳解】(1)紫云英作飼料的主要操作中,密封的目的是營造無氧環(huán)境,通過微生物厭氧發(fā)酵,初步分解秸稈中的有機物,以利于禽畜的消化吸收。
(2)提取紫云英葉片色素的實驗中,加入少量碳酸鈣的目的是保護色素,使色素在研磨的過程中不被破壞。
在分離 色素的實驗中,從上到下分別是胡羅卜素,葉黃素,葉綠素a和葉綠素b,擴散最慢的使葉綠素,葉綠素主要吸收的使紅光和藍紫光。
(3)B點時,光照強度大于0,此時葉肉細胞中光合作用和呼吸作用同時進行,此時產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)。
????????由于題目所給出的信息,呼吸作用的最適溫度比光合作用高,所以適當升高溫度后,呼吸作增強,所以當光照強度為0時,A點下移。由于最初條件給予光合作用的是最適溫度,增高溫度后呼吸速率稍大于光合速率,達到B點時需要更大的光照強度,故B點右移。
(4)C點時葉片的凈光合速率是15mg/(100cm2葉? h-1),呼吸速率為5mg/(100cm2葉? h-1),因此總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=15+5=20mg/(100cm2葉? h-1)。B 點時,凈光合速率為零,此時植物能進行光合作用的所有細胞的光合速率與所有細胞的呼吸速率相等,因此葉肉細胞的光合速率大于葉肉細胞的呼吸速率。
【點睛】本道題的易錯點是清楚光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系,清楚真正光合作用與凈光合作用的區(qū)別,以及提取色素的相關(guān)實驗操作,知道這些知識細節(jié)是解答本道題的關(guān)鍵。
10.圖1為茄子和韭菜在溫度、水分均適宜的條件下,光合速率與呼吸速率的比值(P/R)隨光照強度變化的曲線圖;圖2是探究光照強度對茄子葉片光合速率的影響,將一定數(shù)量的茄子幼苗放在裝有培養(yǎng)液的密閉容器中以白熾燈為光源,勻速緩慢移動光源,增大光源和容器之間的距離,測定容器中CO2濃度隨時間的變化曲線。回答下列問題:
(1)光補償點指的是光合速率等于呼吸速率時的光照強度,從圖1中的實驗結(jié)果可知,茄子的光補償點______(高于/低于/等于)韭菜的光補償點在CD段限制茄子光合速率的環(huán)境因素主要是______,限制韭菜光合速率的環(huán)境因素最可能是____________。
(2)在光照強度為圖1中的B時,茄子的葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的部位有____________,該光照強度下茄子的葉肉細胞光合速率______(大于/小于/等于)其呼吸速率。
(3)圖2中的BC段光合速率和呼吸速率的關(guān)系是______,如果在B點對應的時刻突然增大光照強度,則短時間內(nèi)葉綠體中C3/C5比值會____________。
【答案】???? 高于???? 光照強度???? CO2濃度???? 細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體(細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜葉綠體類囊體薄膜)???? 大于???? 光合速率小于呼吸速率???? 降低
【分析】影響光合作用的環(huán)境因素主要是光照強度、CO2濃度和溫度。
【詳解】(1)從圖1觀察當P/R=1時,茄子的光補償點高于韭菜的光補償點。在CD段,茄子的光合速率隨著光照強度的增加而增加,所以限制CD段茄子光合速率的環(huán)境因素主要是光照強度;從圖上看,光照強度對韭菜的光合速率影響較小,所以限制韭菜光合速率的環(huán)境因素最可能是CO2濃度。
(2)在光照強度為圖1中的B時,茄子可進行光合作用和呼吸作用,此時產(chǎn)生ATP的部位有細胞質(zhì)基質(zhì),線粒體,葉綠體。在光照強度為圖1中的B時,此時茄子光合作用速率等于呼吸作用速率,對于茄子來說,茄子葉肉細胞產(chǎn)生的有機物供給全身細胞的呼吸作用消耗,所以茄子葉肉細胞光合速率大于其呼吸速率。
(3)圖2中的BC段CO2濃度上升,所以呼吸速率大于光合速率;如果在B點對應的時刻突然增大光照強度,光反應會加快,ATP和還原氫會增多,C3被還原成C5加快,所以短時間C3減少,C5增加,C3/C5比值會減小。
【點睛】熟記光合作用和呼吸作用過程,以及通過CO2濃度變化來判斷光合速率和呼吸速率的大小是解決本題的關(guān)鍵。
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