第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素必备知识基础练1.将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( )A.降低至一定水平时再升高B.持续保持相对稳定状态C.降低至一定水平时保持不变D.升高至一定水平时保持相对稳定2.离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2的供应,下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图,正确的是( )3.某些植物在早春开花时,花序细胞的耗氧速率高出其他细胞的100倍以上,但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%,此时的花序细胞( )A.主要通过无氧呼吸生成ATPB.产生的热量远多于其他细胞C.线粒体基质不参与有氧呼吸D.没有进行有氧呼吸第三阶段
4.引起青少年肥胖的主要因素之一是食用过多的高热量食物。下图表示控制热量摄入后,细胞内产能方式的变化。据图判断,当一个体型肥胖的人从食谱中减少糖类摄入后,其体细胞内会发生的改变是( )A.糖酵解释能减少B.O2消耗量减少C.葡萄糖分解产生的丙酮酸增多D.CO2生成量减少5.下图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,下列有关叙述错误的是( )A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质B.O2浓度低于20%时,30℃、35℃两温度对有氧呼吸速率影响不大C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30℃和35℃之间D.与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度6.下列关于细胞呼吸原理在生活、生产中应用的叙述,错误的是( )A.适当降低温度和氧气浓度,有利于果蔬储藏B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,可以提高产酒量
C.用透气的纱布包扎伤口,可抑制厌氧菌的大量繁殖D.施肥的同时结合松土,有利于根吸收矿质元素离子7.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。图1图2(1)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 浓度的变化来计算呼吸速率。 (2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a. ; b. 。 8.观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式来适应环境变化。长期干旱条件下,蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。图a 正常和长期干旱条件下蝴蝶兰CO2吸收速率的日变化图b 正常和长期干旱条件下蝴蝶兰的干重增加量(1)根据图a分析,长期干旱条件下的蝴蝶兰在0—4时 (填“有”或“无”)ATP和[H]的合成,原因是 ;此时段 (填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生,原因是 ;10—16时无明显CO2吸收的直接原因是 。 (2)从图b可知,栽培蝴蝶兰应避免 ,以利于其较快生长。此外,由于蝴蝶兰属于阴生植物,栽培时还需适当 。 能力素养提升练9.光照增强,光合作用增强。但光照最强的夏季中午,由于气孔关闭,光合作用不但不增强,反而下降,主要原因是( )A.夏季光照太强,叶绿素分解
B.夏季气温太高,酶活性降低C.暗反应过程中C3产生的太少D.水分蒸腾散失太多,光反应产生的ATP和[H]少10.下图是某阳生植物叶肉细胞光合作用强度(以CO2的吸收量或释放量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映A点时该植物叶肉细胞生理过程及量变关系的示意图是( )11.下图表示将3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内,以下关于本实验目的的叙述,最准确的是( )A.证明光合作用的必需条件是CO2B.证明光合速率随CO2浓度的增大而增大
C.证明过多的CO2抑制光合作用D.证明NaOH能促进光合作用12.下图表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化。下列能正确表示E点时单位时间内棚内植株消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)的是( )13.(多选)将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述正确的是( )A.黑暗条件下,①减小、④增大B.光照强度低于光补偿点时,①③增大C.光照强度等于光补偿点时,②③保持不变D.光照强度等于光饱和点时,②减小、④增大14.为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例的棉铃,3d后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉的含量。结果如下图所示。
图1图2(1)光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和 ,在 中将CO2转化为三碳化合物,进而形成淀粉和蔗糖。 (2)由图1可知,随着去除棉铃的百分率的提高,叶片光合速率 。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是 。 (3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中 增加。已知叶片光合产物会运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少, 降低,进而在叶片中积累。 (4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会 光合作用。 (5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测 叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是 ,则支持上述推测。 答案：
1.C 解析密闭容器中的植物在光照条件下既能进行光合作用,也能进行有氧呼吸,植物净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,净光合速率大于0,光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸释放的CO2量。根据题意,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变,说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降,当净光合速率下降为0时,密闭容器内的CO2浓度停止下降,保持不变。2.B 解析离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时,突然中断CO2的供应使C3的合成减少,一段时间内暗反应逐渐减弱,暗反应消耗的ATP也逐渐减少,故ATP相对含量逐渐增加;随着暗反应的减弱,光反应因产物积累也逐渐减弱,所以叶绿体内O2含量逐渐减少。3.B 解析早春开花时,花序细胞的耗氧速率高出其他细胞的100倍以上,据此可推断其呼吸形式主要是有氧呼吸,A项错误;耗氧多,而产生的ATP又较其他细胞少,所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了,并且散失的热量多于其他细胞,B项正确;在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段,C项错误;花序细胞的耗氧速率高,氧气参与有氧呼吸的第三阶段,D项错误。4.A 解析由于细胞摄入的糖减少,所以糖酵解分解的糖也减少,通过糖酵解释放的能量减少,A项正确;由于细胞能补充糖酵解的减产部分,所以O2消耗量并不会减少,B项错误;葡萄糖分解产生的丙酮酸减少,C项错误;由于细胞能分解其他能源物质来补充糖酵解的减产部分,从而促使线粒体内氧化分解增强,使O2消耗量增大,CO2生成量增加,D项错误。5.C 解析由题图可知O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质;O2浓度低于20%时,30℃和35℃两曲线重合在一起,说明此O2浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大;由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度在30℃左右;与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度。6.B 解析低温能降低细胞中酶的活性,使细胞代谢活动降低,有机物的消耗减少;低氧条件下,有氧呼吸较弱,又能抑制无氧呼吸,细胞代谢缓慢,故适当降低温度和氧气浓度,有利于果蔬储藏,A项正确。酵母菌酿酒利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理,所以不能向发酵罐内连续通气,B项错误。由于氧气能抑制厌氧菌的无氧呼吸,所以在包扎伤口时,可选用透气松软的材料,C项正确。根细胞吸收无机盐的方式是主动运输,需要载体蛋白并消耗能量,所以中耕松土,有利于植物的根系进行有氧呼吸,从而促进其吸收土壤中的无机盐,D项正确。
7.解析(1)由图可知,与25℃相比,0.5℃条件下的CO2生成速率较低,主要原因是温度较低,导致酶的活性较低,呼吸速率较慢。随着果实储存时间的增加,密闭容器内的CO2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O2浓度变化来计算呼吸速率。(2)a.根据单一变量原则,选取的果实成熟度也应一致。b.根据可重复性原则,同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复有两个作用,一是降低实验误差,扩大实验的代表性;二是估计实验误差的大小,判断实验的可靠程度。所以,每个温度条件下至少有3个平行重复实验。答案(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2 (2)a.选取的果实成熟度应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验8.解析(1)0—4时,无光照,光合作用不能进行,但可以进行细胞呼吸,合成ATP和[H];此时段叶绿体内不能合成ATP和[H],暗反应无法进行;10—16时,在长期干旱条件下,植物为了减少水分的蒸发,关闭气孔,导致CO2吸收受阻。(2)从图b中可以看出,正常情况下比长期干旱时有机物的积累量大,所以为了蝴蝶兰的生长应避免长期干旱,又因蝴蝶兰属于阴生植物,所以栽培还需适当遮光。答案(1)有 细胞呼吸合成 无 叶绿体在无光时不能合成ATP和[H] 气孔关闭(2)长期干旱(或长期缺水) 遮光9.C 解析夏季中午由于阳光过强,温度过高,植物为了防止蒸腾作用散失过多的水分,使气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致暗反应中二氧化碳固定减少,生成的C3减少,使光合作用下降,C项正确。10.C 解析A点时,光合作用速率与细胞呼吸速率相等,光合作用需要的CO2全部由细胞呼吸提供,整个细胞对外不表现出气体交换。11.B 解析三组装置的不同点是CO2浓度不同,所以本实验的目的是研究不同CO2浓度条件下植物的光合作用情况。12.B 解析E点时CO2浓度达到最大值,E点后CO2浓度下降,说明E点时光合速率等于细胞呼吸速率,B项符合题意。13.CD 解析黑暗条件下、密闭容器中,只进行细胞呼吸,吸收O2,放出CO2,①增大、④减小,A项错误;光照强度低于光补偿点时,细胞呼吸强度大于光合作用强度,细胞吸收O2,放出CO2,①增大、③减小,B项错误;光照强度等于光补偿点时,
细胞呼吸强度等于光合作用强度,②③保持不变,C项正确;光照强度等于光饱和点时,细胞光合作用强度大于细胞呼吸强度,②减小、④增大,D项正确。14.解析(1)光反应为暗反应提供了[H]和ATP,暗反应的场所是叶绿体的基质。(2)根据图1可以看出,叶片光合速率随去除棉铃的百分率的提高而逐渐下降。图1中去除棉铃的百分率为“0”的植株是空白对照组,植株的CO2固定速率相对值是28。(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中的蔗糖和淀粉的含量提高,说明光合产物的输出量下降,导致光合产物在叶片中积累。(4)根据题图可以看出,随着去除棉铃的百分率的提高,叶片光合速率下降,而光合产物在叶片中积累,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)与只去除棉铃植株的叶片相比,如果检测到未遮光的叶片中光合产物下降且光合速率上升,则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。答案(1)[H] 叶绿体的基质 (2)逐渐下降 28 (3)淀粉和蔗糖的含量 输出量 (4)抑制 (5)未遮光 光合产物含量下降,光合速率上升
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