考点9　聚焦光合作用与细胞呼吸的实验探究.doc

专题 2 细胞的代谢 考点 7 　 辨析 影响光合作用和 细胞呼 吸 的因素及相关的坐标曲线 体验真题 诊断疑漏 栏目索引 回归核心 考向特训 体验真题 诊断疑漏 题组一　光合作用影响因素及相关曲线辨析 1 2 3 4 5 1.(2014· 新课标全国 Ⅱ ， 29) 某植物净光合速率的变化趋势如下图所示。 据图回答下列问题： (1) 当 CO 2 浓度为 a 时，高光强下该植物的净光合速率为 ___ 。 CO 2 浓度在 a ～ b 之间时，曲线 ________ 表示了净光合速率随 CO 2 浓度的增高而增高。 0 A 、 B 、 C 答案 解析 解析　 根据曲线图可知，当 CO 2 浓度为 a 时，高光强下 ( 曲线 A ) 该植物的净光合速率为 0 ；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当 CO 2 浓度在 a ～ b 之间时，曲线 A 、 B 和 C 的净光合速率都随着 CO 2 浓度的增高而增高。 1 2 3 4 5 (2)CO 2 浓度大于 c 时，曲线 B 和 C 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是 _____ 。 解析　 由题图可知，影响净光合速率的主要因素为 CO 2 浓度和光强。当 CO 2 浓度大于 c 时，由于受光强的限制，光反应产生的 [H] 和 ATP 不足，暗反应受到限制，曲线 B 和 C 的净光合速率不再增加。 光强 解析答案 1 2 3 4 5 (3) 当环境中 CO 2 浓度小于 a 时，在图示的 3 种光强下，该植物呼吸作用产生的 CO 2 量 ________( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ) 光合作用吸收的 CO 2 量。 解析答案 解析　 当环境中的 CO 2 浓度小于 a 时，在图示的 3 种光强下，植物的净光合速率小于 0 ，说明该植物此时呼吸作用产生的 CO 2 量大于光合作用吸收的 CO 2 量。 大于 1 2 3 4 5 (4) 据图可推测，在温室中，若要采取提高 CO 2 浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑 ________ 这一因素的影响，并采取相应措施。 解析答案 解析　 据图可推测，光强和 CO 2 浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高 CO 2 浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。 光强 1 2 3 4 5 2.(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 CO 2 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 2 3 4 5 (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 _________ 。 解析　 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。 光照强度 解析答案 1 2 3 4 5 (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 “ CO 2 浓度 ” 或 “ O 2 浓度 ” ) 。 解析　 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 O 2 是光合作用产物， CO 2 才是光合作用的原料，故应该增加 CO 2 浓度。 CO 2 浓度 解析答案 1 2 3 4 5 (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 _______________ __________________________________________________________________ 。 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 乙组光合作用 强 答案 解析 1 2 3 4 5 解析　 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。 1 2 3 4 5 答案 3.( 地方卷重组 ) 完成如下有关光合作用相关曲线问题填充： (1)(2014· 山东， 26 节选 ) 如图表示初夏某天在遮光 50% 条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度 ( 气孔张开的程度 ) 的日变化趋势。 8 ： 00 到 12 ： 00 光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是 ___________________________________________ 。 呼吸速率增强，光合速率与呼吸速率的差值减小 1 2 3 4 5 (2)(2013· 四川， 8 节选 ) 将玉米的 PEPC 酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示 ( 注：气孔导度越大，气孔开放程度越高 ) 。 1 2 3 4 5 ① 光照强度低于 8 × 10 2 μmol·m － 2 ·s － 1 时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是 _________ ； 光照强度为 10 ～ 14 × 10 2 μmol·m － 2 ·s － 1 时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是 _____________________________________________________________ _______________________________________ 。 ② 分析图中信息， PEPC 酶所起的作用是 __________________________ _______________ ； 转基因水稻更适合栽种在 _____ 环境 中 。 答案 光照强度 光照强度增加与 CO 2 供应不足对光合速率的正负影响相互抵消 ( 或 “ CO 2 供应已充足且光照强度已达饱和点 ” ) 增大气孔导度，提高水稻在 强 光 下的光合速率 强光 1 2 3 4 5 (3)(2015· 山东 ·26 节选 ) 如图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第 24 天的果实总光合速率 _____ ( 填 “ 大于 ” 或 “ 小于 ” ) 第 12 天的果实总光合速率。第 36 天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而 ______________________________( 填色素名称 ) 的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的 __________ ___ _ 和 ____________________ 减少 ，光合速率降低。 答案 小于 类胡萝卜素 ( 或叶黄素和胡萝卜素 ) [H] ( 或 NADPH) ATP( 注：两空可颠倒 ) 1 2 3 4 5 题组二　细胞呼吸影响因素及曲线分析 4.(2014· 海南， 26) 某豆科植物种子萌发过程中 CO 2 释放和 O 2 吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题： 1 2 3 4 5 (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 ______________ 。 解析　 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。 无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳 解析答案 1 2 3 4 5 (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 _______________________________________________________ _______________________ 。 解析　 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。 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 解析答案 1 2 3 4 5 (3) 胚根长出后，萌发种子的 ________ 呼吸速率明显升高。 解析答案 解析　 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。 有氧 1 2 3 4 5 答案 5.( 地方卷重组 ) 完成下列相关内容填充： (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 T 1 ～ T 2 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 _______________________________ _______________________ 。 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 1 2 3 4 5 (2)(2009· 安徽， 29 节选 ) 现有等量的 A 、 B 两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量 ( 等量 ) 的水。在 25 ℃ 的条件下，瓶内 O 2 含量变化如图所示，在 t 1 ～ t 2 期间， A 、 B 种子释放 CO 2 的量的变化趋势是 ______________________ ___ _ ；在 0 ～ t 1 期间，广口瓶内的 CO 2 有少量增加，主要原因可能是 _______________ ___________ 。 答案 逐渐增加达到最大再逐渐减少 种子进行无氧 呼 吸 产生 CO 2 1 2 3 4 5 (3)(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 CO 2 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 CO 2 生成速率较低，主要原因 是 _____________________________ ； 答案 低温降低了细胞呼吸相关 酶活性 1 2 3 4 5 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。 CO 2 O 2 答案 返回 1 2 3 4 5 回归核心 考向特训 依 纲联想 1. 关注光合作用 3 类影响因素曲线中的 “ 关键点 ” 核心梳理 (1) 光照强度 ① 图甲中 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 若图甲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 图甲中 D 点和图乙中 P 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、 CO 2 的供应量；内因有色素含量、酶的数量和活性、 C 5 的含量等。 (2)CO 2 浓度 ① 图丁中 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，而图丙中 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启动浓度，从 D 点才开始启动光合作用。 ② B 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、 C 5 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 O 2 浓度为 0 时，并非细胞呼吸强度为 0 ，而是只进行无氧呼吸，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 CO 2 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。 考向一　辨析光合速率随影响因素变化的原理和特点 考向特训 1. 某科研小组研究了不同环境条件下 CO 2 浓度对银杏净光合速率的影响，得到如图所示曲线。据图回答下列问题： (1) 由图可知，与 28 ℃ 相比，温度为 15 ℃ 时，增加 CO 2 浓度对提高净光合速率的效果不显著，原因是 ________________ 。 当 CO 2 浓度为 300 μmol·mol － 1 时， 28 ℃ 条件下银杏净光合速率明显低于 20 ℃ 和 15 ℃ 下的银杏净光合速率，原因主要是 ________________________________ __________________________________________ 。 温度低，酶活性低 这种条件下，光合作用受 CO 2 浓度的 限 制，而银杏的呼吸作用又比 20 ℃ 和 15 ℃ 时强 答案 解析 解析　 在 15 ℃ 条件下，由于温度低，酶活性低，因此该条件下增加 CO 2 浓度对提高净光合速率的效果不显著。净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，图中当 CO 2 浓度低于 300 μmol·mol － 1 时， 28 ℃ 条件下的银杏净光合速率明显低于 20 ℃ 和 l5 ℃ 下，可能是光合作用受 CO 2 浓度的限制，而银杏的呼吸作用比 20 ℃ 和 15 ℃ 时强。 (2) 适宜光照条件下，若将生活在 20 ℃ 的银杏突然从 CO 2 浓度为 800 μmol·mol － 1 移至 CO 2 浓度为 2 000 μmol·mol － 1 的环境，短时间内叶绿体中 C 3 的含量将会 ______ 。 解析答案 增加 解析　 突然增加 CO 2 浓度， CO 2 被 C 5 固定形成的 C 3 增加，而 C 3 的还原过程不变，故 C 3 的含量将增加。 (3) 图中净光合速率为 0 时， _____ ( 发生、不发生 ) 光合作用。随 CO 2 浓度增加，则暗反应过程 _____ ， 进而净光合速率 _____ 。 解析答案 解析　 图中净光合速率为 0 时，发生了光合作用，且光合作用强度等于呼吸作用强度。随 CO 2 浓度增加，暗反应过程增强，光合速率增加，进而净光合速率增加。 发生 增强 增加 (4) 图中当 CO 2 浓度低于 1 000 μmol·mol － 1 时，不同温度下的净光合速率差异不大，此时影响该过程的主要环境因素是 __________ 。 解析答案 解析　 图中当 CO 2 浓度低于 1 000 μmol·mol － 1 时，不同温度下的净光合速率差异不大，此时影响该过程的主要环境因素是 CO 2 浓度。 CO 2 浓度 思维 延伸 答案 (1) 假如上题图中 C 和 A 曲线分别表示相同光照和温度下 CO 2 浓度对某两种植物甲和乙的净光合速率的影响，那么将等大的甲和乙幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，一段时间后， ________ 植物先死亡，理由是 ________________________________________ 。 (2) 若将上题图中纵坐标改为光合速率，则当 CO 2 浓度高于 800 μmol·mol － 1 时，单位时间内 C 3 的合成量， A 曲线 ________( 填 “ ＜ ”“ ＞ ” 或 “ ＝ ” )B 曲线 。 乙 甲能利用低浓度 CO 2 进行光合作用，乙不能 > 答案 (3) 某研究小组将某绿色植物置于一密闭玻璃容器内，在适宜条件下，经黑暗和光照处理，测量容器内氧气的变化，结果如图所示，则： ① 黑暗处理过程中，叶肉细胞可吸收容器内的氧气，在 _____________ 上 与 ____ 结合 生成水，同时释放出大量的能量。 线粒体 内膜 [ H ] 答案 ② 随光照时间延长，到达 C 点以后，容器内的氧气总量将不再发生变化，其原因是 _______________________________________ 。 此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率 答案 (4) 科研人员测定透明密闭玻璃罩内某植物在单位时间内 CO 2 的吸收量或 O 2 消耗量 ( 相对值 ) 随温度的变化，结果如图所示，则： ① A 点时，叶肉细胞中的光合作用 ______( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ) 其呼吸作用。 D 点时，叶肉细胞中能产生 [ H ] 的场所 有 __________ _______________ _ __ 。 图中 B 、 D 两点的含义 是 ____________________ ___________________________ 。 大于 叶绿体 、 细胞质基质和线粒体 光合作用制造的 有机物 是 呼吸作用消耗有机物的两倍 答案 ② 据图推测，该植物的光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度 ____( 填 “ 高 ” 或 “ 低 ” ) 。温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度约为 ________ 。 高 20 ℃ 答案 (5) 将某种植物置于 CO 2 浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在 5 ℃ 、 15 ℃ 、 25 ℃ 和 35 ℃ 下，改变光照强度，测定 CO 2 的吸收速率，得到图 1 所示的结果。处理图 1 中有关数据得到图 2 、图 3 曲线图，则 ____ 可 表示在 5 ～ 35 ℃ 下该植物光饱和点 ( 光合强度达到最大值时所需最小光照强度值 ) 的变化， ____ 可 表示在 5 ～ 35 ℃ 下该植物呼吸作用速率的变化 。 图 2 图 3 2. 科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率 ( Pn ) 日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是 ( 　　 ) A. 光照强度增大是导致 ab 段、 lm 段 Pn 增加的主要原因 B. 致使 bc 段、 mn 段 Pn 下降的原因是气孔关闭 C. 致使 ef 段、 op 段 Pn 下降的原因是光照逐渐减弱 D. 适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 考向二　辨析光合速率随时间变化的原理 解析 √ 解析　 早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在 bc 段 Pn 下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量 CO 2 ，使大棚内密闭环境中 CO 2 浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在 mn 段 Pn 下降，是因环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收 CO 2 。 15 时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致。适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中 CO 2 浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。 答案 思维 延伸 (1) 如原题 2 中，若已知某植物 X 比油桃能利用更低浓度的 CO 2 ，在露地栽培条件下，油桃在 13 时左右出现 “ 午休 ” 现象，此时，同条件下栽培 X ______( “ 会 ” 或者 “ 不会 ” ) 出现明显的 “ 午休 ” 现象 。 (2) 据原题 2 图，露地栽培条件下，至 10 时左右 Pn 出现第一次高峰；之后出现 “ 午休 ” 现象，到达低谷时叶肉细胞叶绿体中 C 5 相对含量的变化是 _____ ，细胞中能产生 [H] 的场所有 __________________________ 。 不会 增加 细胞质基质、线粒体、叶绿体 答案 (3) 据原题 2 图，大棚栽培条件下油桃在上午 10 时 Pn 却处于低谷，其主要原因是 ____________________________________________________ _____________ ； 光合 “ 午休 ” 现象相对不明显，其可能的原因是 ___________________ ________________________________________ 。 若遇阴天，大棚内油桃 Pn 第一次峰值将较晴天 ________( 填 “ 提前 ” 或 “ 推迟 ” ) 。 日出后旺盛的光合作用消耗大量 CO 2 ，使大棚内密闭环境 中 CO 2 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 答案 (4) 根据原题 2 图中曲线分析，提高大棚栽培油桃产量的措施有 ________________________________ ____ ____ ；此外 施用有机肥料也有利于产量的提高，原因是 _____________________________________ ____________________________________ 。 增加密闭环境中 CO 2 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 CO 2 和 无机盐使农作物的光合作用强度得到提高 答案 (5) 如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度和呼吸强度的曲线图。则： A 和 E 点时叶肉细胞产生 [ H ] 的场所都是 ____________________________ ，叶片内所含有机物的量，一定是 C 点 _____B 点。 叶绿体、线粒体和细胞质基质 大于 答案 (6) 夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行 24 小时的检测，结果如图，则图中所测气体为 _____ ， 且该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累了一定量的有机物？ ____( 填 “ 是 ” 或 “ 否 ” ) ，图中 CD 段变化的原因是 _____________________________________ ____ _ ________________________________ ；与 它们各自前一段相比， EC 段和 DB 段叶肉细胞中的 C 3 含量变化趋势分别是 ____________ 。 氧气 是 光照过强，使温度升高，气孔关闭，导致二氧 化 碳供应不足，光合强度变化不大所致 减少、增加 答案 (7) 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： ① 由 Ⅰ 组曲线的 dg 段和 Ⅱ 组曲线的 eg 段的对比可以看出，影响叶片气孔关闭的主要外因是 _________ 。 光照强度 答案 ②Ⅱ 组中与 e 点相比， f 点时叶绿体内 ATP 含量 ___ ， 若 Ⅱ 组植株在 d 点时线粒体中产生的 CO 2 更多，则此时 Ⅱ 组植株的总光合速率 _____( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ) Ⅰ 组植株，判断的理由是 ________________ _____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 。 高 大于 Ⅱ 组植株线粒体 中 产生 的 CO 2 更多，说明 Ⅱ 组植株的呼吸速率大于 Ⅰ 组植株，且 d 点时两种条件下的净光合速率相等，所以 Ⅱ 组植株的总光合速率大于 Ⅰ 组植株的总光合速率 答案 ③ 遮光处理下 C 3 最大消耗速率较小，直接原因是 ___________________ _______________ 。 光照弱，光反应产生 的 [ H ] 和 ATP 不足 (8) 某研究小组进行某植物的栽培试验，图 1 表示在适宜的光照、 CO 2 浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图 2 为在恒温密闭玻璃温室中，连续 24 h 测定的温室内 CO 2 浓度以及植物 CO 2 吸收速率的变化曲线。据图判断相关叙述并思考相关问题： 答案 ① 图 1 中，当温度达到 55 ℃ 时，植物光合作用相关的 酶失活 ( 　　 ) ② 18 h 时，图 2 叶肉细胞中叶绿体产生的 O 2 量大于线粒体消耗的 O 2 量 ( 　　 ) ③ 该植株在进行光合作用且吸收 CO 2 的量为 0 时，在两图中的描述点共有 4 个 ( 　　 ) ④ 依据图 1 可推知若温度保持在 35 ℃ 的条件下，长时间每天交替进行 12 h 光照、 12 h 黑暗，该植物能正常 生长 ( 　　 ) ⑤ 图 2 中经过连续 24 h 的培养，与 0 h 时相比， 24 h 时该植物的有机物量增多 了 ( 　　 ) ⑥ 图 2 中一昼夜温室中氧气浓度最高时在 18 时，而最低是 6 时 ( 　　 ) √ √ × × × √ 提示 ⑦ 图 1 中实线在 40 ℃ 时的代谢特点是什么？在原题坐标图 1 中绘出 40 ℃ 之前和 40 ℃ 之后的真正的光合作用的相对强度。 提示　 40 ℃ 时光合速率与细胞呼吸速率相等。 40 ℃ 之前某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于该温度条件下两曲线纵坐标值之和， 40 ℃ 之后某温度条件下真正的光合作用的相对强度等于虚线纵坐标值减掉实线所对应的纵坐标值，如图所示。 提示 ⑧ 图 1 中， 40 ℃ 与 60 ℃ 时， CO 2 的吸收量均为 0 ，二者的机理有区别吗？ 提示　 有区别，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为 0( 植物死亡 ) 。 考向三　曲线中关键点含义及移动原理分析 3. 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 CO 2 浓度后再测定，图中的 b 点将向 ____ 移动。 答案 解析 光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗 氧 气 细胞质基质和线粒体 的 速率 左 解析　 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 CO 2 浓度后，光合速率增加，光补偿点减小， b 点将向左移动。 (2) 由图可知，影响 c 点变动的主要因素是 _______________ 。 解析　 由题图可知，变量只有两个：光照强度、温度。分析 25 ℃ 曲线可知，随着光照强度增强，氧气释放速率增强，光照强度是限制因素影响 c 点变动；分析 15 ℃ 曲线可知， c 点时虽然二者温度不同，但净光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，说明二者总光合速率不同，进而说明温度也影响光合速率，进而影响 c 点的变动。 光照强度和温度 解析答案 (3) 若适当提高 CO 2 浓度， d 点将向 ________ 移动。此时叶绿体产生的 O 2 的去向是 ____________( 填 “ 线粒体 ”“ 细胞外 ” 或 “ 两者都有 ” ) 。 解析　 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。 右下 两者都有 解析答案 答案 思维 延伸 (1) 原题中若 b 点时玻璃罩内该气体量保持不变的情况下，其叶肉细胞中该气体的产生量 _____ ( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” ) 消耗量。已知该植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25 ℃ 和 30 ℃ ，若将温度从 25 ℃ 提高到 30 ℃ 时， a 点将 ____ 移 。 大于 上 答案 (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 。 c 左 答案 (3) 如图表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳速率的情况，如果 C 、 F 时间所合成的葡萄糖速率相等，均为 36 mg·dm － 2 ·h － 1 ，则 A 、 C 、 F 三点的呼吸强度的比较结果是 ________ ， 如果土壤中长期缺乏 Mg 2 ＋ ，则图中 G 点向 ___ 移动 。 F>C>A 左 答案 (4) 如图 1 是在图 2 的 m 点对应的条件下测得的曲线，图 2 是在图 1 的 c 点对应的条件下测得的阳生植物的光合作用曲线，若在图 2 的 n 点条件下，测绘阳生植物光照强度与光合 CO 2 同化速率关系曲线，则该曲线与图 1 的阳生植物曲线比较 b 点向 ________( ” 左 ” 或 “ 右 ” ) 移， a 点上下移动的主要影响因素是 ________ 。 左 温度 4. 蚕豆叶片表面的气孔由一对保卫细胞围绕而成。如图所示为一天中蚕豆完整叶片的气孔孔径的变化以及保卫细胞中钾离子含量和蔗糖浓度的变化情况。据图分析下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 蚕豆叶片不能主动调节气孔孔径的大小 B. 一天中各时段调节气孔开闭的主要物质不同 C. 一天中引起气孔开闭的外界环境因素是 CO 2 浓度 D. 叶片缺水可能引起保卫细胞对钾离子的主动吸收 考向四　围绕气孔变化主题综合考查相关生理过程原理 解析 √ 解析　 蚕豆叶片通过调节细胞内的相关物质浓度发生渗透吸水或失水来主动调节气孔孔径的大小， A 错误 。 根据 曲线分析，蔗糖浓度与 K ＋ 浓度大时，气孔开放程度大；蔗糖浓度与 K ＋ 浓度小时，气孔开放程度也小，说明气孔的开闭是保卫细胞中细胞液渗透压改变引起，所以一天中各时段调节气孔开闭的主要物质不同， B 正确 。 一天中 引起气孔开闭的外界环境因素主要是温度， C 错误 。 叶片 缺水不可能引起保卫细胞对钾离子的主动吸收，否则保卫细胞吸水能力增强，气孔张开，水分散失增加， D 错误。 提示 思维 延伸 (1) 据上题图分析，如果保卫细胞缺少 K ＋ ，气孔是否一定不能张开？请说明理由。 提示　 不一定。由图可知，钾离子浓度下降，蔗糖浓度上升，气孔孔径增大。 答案 (2) 如图为某植物叶片中气孔结构示意图，图中的保卫细胞中合成 ATP 的结构有 ___________________________ 。 图中箭头为细胞中水分流动的总方向，此时气孔关闭，推测此时保卫细胞可能处于 _____ ( 填失水或吸水 ) 状态；短时间内，保卫细胞中三碳化合物的含量变化是 _____ ( 填增多或减少 ) 。 细胞质基质、叶绿体和线粒体 失水 减少 答案 (3) 如图表示研究不同浓度的 CO 2 对菠菜幼苗各项生理指标影响的实验结果，则由图可知，与 A 组相比， C 组条件下叶绿体中 [ H ] 含量 _____ 。干旱初期，菠菜光合作用速率下降，其主要原因是所需的 _____ 减少 而导致光合速率下降，而较高 CO 2 浓度有利于水稻幼苗度过干旱时期，据图分析原因： __________________________________________ 。 低 CO 2 较高 CO 2 浓度使气孔开度下降，减少水分的 散失 答案 (4) 如图是某科研小组对大田中的水稻进行光合速率日变化研究的部分结果，已知图中 9 ： 00 与 15 ： 00 光照强度相同，但 15 ： 00 的光合速率要低很多，据图分析，其原因之一可能是 ______________ 未能 恢复到上午的状态。 17 ： 00 后光合速率急剧下降，主要原因是 _______________ ___________________________________________________________________________________ 。 气孔 ( 相对 ) 开度 17 ： 00 后光照 减 弱 ，光反应产生的 [ H ] 和 ATP 减少，三碳化合物的还原过程降低，进而导致光合速率急剧下降 考向五　细胞呼吸的影响因素相关原理和变化辨析 5. 高等植物生命过程中影响呼吸作用的因素有多种，据图回答下列相关问题： (1) 在测定呼吸作用相对速率时，通常需要避光条件，其原因是 ___________________ ， 温度主要影响 _______________________ _ _ ，进而影响呼吸作用的速率。 解析　 在光下，植物会进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，影响呼吸速率的测定。 避免光合作用的影响 ( 呼吸作用相关的 ) 酶的活性 解析答案 (2) 能够较长时间维持较快呼吸速率的温度称为适宜温度，如图是豌豆幼苗的呼吸速率随时间变化的曲线图，由图可知，豌豆幼苗呼吸作用的适宜温度是 ______ ； 温度为 40 ℃ 时，豌豆幼苗呼吸速率随时间变化的特点是 _________________________ 。 解析答案 30 ℃ 短时间增大，较长时间减小 解析　 题干中 “ 较长时间维持较快呼吸速率 ” ，结合曲线不难看出 30 ℃ 符合要求， 40 ℃ 仅在短时间内呼吸速率较快，不符合要求。 (3) 呼吸作用反应物也会影响呼吸作用，其影响大小通常用单位时间内释放 CO 2 与吸收 O 2 的比率来表示。若反应物为丙酮酸时释放 CO 2 与吸收 O 2 的比值为 X ，反应物为葡萄糖时的比值为 Y ，根据有氧呼吸有关过程，比较 X 与 Y 的大小关系是： X________( 填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ” )Y 。 大于 答案 解析 解析　 葡萄糖经过有氧呼吸第一阶段， 1 mol 葡萄糖产生了 2 mol 丙酮酸和 4 mol [ H ] ；如果丙酮酸氧化分解， 2 mol 丙酮酸和 1 mol 葡萄糖相比，产生的二氧化碳是相同的，但是由于 2 mol 丙酮酸比 1 mol 葡萄糖少了 4 mol [ H ] ，需要的 O 就少 2 mol ；用方程式可以表示如下：呼吸底物为葡萄糖时，有氧呼吸方程式为： C 6 H 12 O 6 ＋ 6H 2 O ＋ 6O 2 → 6CO 2 ＋ 12H 2 O ＋能量；推算出 Y ＝ 1; 呼吸底物为丙酮酸时，有氧呼吸方程式为： 2C 3 H 4 O 3 ＋ 6H 2 O ＋ 5O 2 → 6CO 2 ＋ 10H 2 O ＋能量；推算出 X ＝ 1.2 ；所以 X 大于 Y 。 6. 如图表示水稻种子在成熟过程中干物质量和呼吸速率的变化，请回答相关问题： (1) 水稻种子中的主要储能物质是 _____ ， 其中的 C 元素主要来源于外界的 _________ ，该化合物参与光合作用的 _______ 过程 。 解析　 水稻种子中的主要储能物质是淀粉，糖类是通过光合作用产生的，其中的 C 元素主要来源于外界的二氧化碳，二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段的二氧化碳固定过程。 解析答案 淀粉 二氧化碳 暗反应 (2) 水稻种子呼吸速率最大的时间点是开花后第 20 天，此时水稻植株的呼吸速率 _____ ( 填 “ 大于 ”“ 等于 ”“ 小于 ” ) 光合速率，依据是 ________________________________________________________________________________________________________________ ____ _ 。 小于 此时水稻种子的干物质积累，说明水稻净光合速率大于零，净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，说明总光合速率大于呼吸速率 答案 解析 解析　 由曲线图可看出，水稻种子呼吸速率最大的时间点是开花后第 20 天，此时水稻种子的干物质积累，说明水稻净光合速率大于零，净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，说明总光合速率大于呼吸速率。 (3) 开花后第 10 至 30 天左右，种子的呼吸速率较高，原因是 __________ _______________________________ 。 解析答案 大分子 有机 物 的合成，需要细胞呼吸提供能量 解析　 开花后第 10 至 30 天左右，大分子有机物的合成，需要细胞呼吸提供能量，因此种子的呼吸速率较高。 (4) 随干物质的积累，种子逐渐成熟，自由水与结合水的比值 ______ ， 有利于 ________________________________ 。 解析答案 返回 解析　 随干物质的积累，种子逐渐成熟，自由水与结合水的比值降低，有利于减少有机物质的消耗 ( 降低呼吸速率 ) 。 降低 减少有机物质的消耗 ( 降低呼吸速率 )