2020屆高三生物 精準(zhǔn)培優(yōu)專練七 分析光合作用的相關(guān)曲線(含解析)
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1、分析光合作用的相關(guān)曲線 一、“對比法”分析光合作用的相關(guān)曲線 應(yīng)用1:分析光合速率變化曲線 典例1.某農(nóng)學(xué)院通過實(shí)驗(yàn)研究了某綠色植物的光合速率與光照強(qiáng)度、溫度的關(guān)系,結(jié)果如圖所示,下列說法正確的是() A.該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量依次為光照強(qiáng)度、光合速率 B.圖中a點(diǎn)條件下,該植物的葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體和線粒體 C.該綠色植物進(jìn)行光合作用的最適溫度約是30度 D.圖中b點(diǎn)對應(yīng)的凈光合速率不一定等于c點(diǎn)對應(yīng)的凈光合速率的2倍 應(yīng)用2:分析物質(zhì)含量變化曲線 典例2.將甲乙兩種植物分別置于密閉透明的玻璃罩內(nèi),在相同且適宜的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定玻璃罩內(nèi)CO2的含
2、量,結(jié)果如下。下列說法正確的是() A.0 ~ 25min期間,甲乙植物的光合作用逐漸增強(qiáng) B.30 ~ 45min期間,甲乙植物均停止光合作用 C.0 ~ 45min期間,甲乙植物體內(nèi)有機(jī)物的量逐漸減少 D.乙植物光合作用固定CO2的能力比甲植物的強(qiáng) 二、對點(diǎn)增分集訓(xùn) 1.將小球藻置于盛有NaHCO3稀溶液的密閉容器中培養(yǎng),在不同光照條件下該容器中O2濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖。據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是() A.0~15min凈光合速率不變 B.0~15min光照強(qiáng)度小于15~20min C.15~20min光合速率與呼吸速率相等 D.若20min后停止光照,則短時(shí)間內(nèi)
3、葉綠體中O2的含量降低 2.某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同條件下細(xì)胞光合作用速率和呼吸作用速率關(guān)系,并繪制了如下四幅圖。其中圖中“A”點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等的是() A B C D 3.如圖是小麥種子萌發(fā)形成幼苗后的生長情況。下列相關(guān)說法正確的是() A.白光條件下的幼苗體內(nèi)有機(jī)物的量一直在增加 B.10 d后白光下的幼苗體內(nèi)產(chǎn)生ADP的場所有線粒體 C.前10 d光照對幼苗的生長有促進(jìn)作用 D.該實(shí)驗(yàn)探究的可能是有無光照對幼苗生長的影響 4
4、.如圖表示光照強(qiáng)度對陽生植物和陰生植物CO2吸收量的影響。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.圖中甲、乙植物分別代表陽生植物、陰生植物 B.圖中e點(diǎn)時(shí),甲植物凈光合強(qiáng)度比乙植物凈光合強(qiáng)度大 C.圖中d點(diǎn),限制乙增產(chǎn)的外界因素可能是CO2濃度、溫度 D.在缺Mg培養(yǎng)液中培養(yǎng)甲植物,則其b1點(diǎn)將向右移動 5.植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化趨勢如圖所示,錯(cuò)誤的是() A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自于太陽能 B.葉溫為35℃時(shí),甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均為0 C.葉溫為25℃時(shí),植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值不同于植物乙的 D.葉溫在3
5、6-?50℃時(shí),植物甲的凈光合速率比植物乙的高 6.下圖是溫度對某蔬菜新品種光合作用和呼吸作用影響示意圖(其它條件適宜),分析圖解,下列結(jié)論不合理的是() A.光合作用酶和呼吸作用酶的最適溫度不同,前者低于后者 B.陰影部分表示5~35℃時(shí)蔬菜的凈光合速率大于零 C.光照越強(qiáng),該蔬菜新品種的凈光合速率越大,產(chǎn)量越高 D.溫室栽培該蔬菜時(shí)溫度最好控制在25~30℃ 7.研究人員測得某植物在不同溫度時(shí),向空氣中釋放O2的速率(相同光照強(qiáng)度下)和 細(xì)胞呼吸消耗的O2速率,結(jié)果如圖所示。回答下列問題: (1)溫度主要通過影響相關(guān)酶的活性影響光合作用和呼吸作用速率,與光合作用
6、有關(guān)的酶分布在葉綠體的__________。進(jìn)行細(xì)胞呼吸時(shí),在相關(guān)酶的作用下氧氣和還原型輔酶____(選填“1”或“Ⅱ”)結(jié)合生成水。 (2)在B、D兩點(diǎn)所對應(yīng)的溫度條件下,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物量是呼吸作用消耗的有機(jī)物量的____________倍。 (3)C點(diǎn)所對應(yīng)的溫度_____________________ (填“大于”等于”或“小于”該植物光合作用酶的最適溫度,判斷的依據(jù)是______________________________________。 8.某科研小組利用云南松幼苗、三七幼苗進(jìn)行溫室沙培,測定兩植物O2吸收量隨光照強(qiáng)度的變化,結(jié)果如圖所示。假設(shè)兩種植物呼吸速率不變
7、。據(jù)圖回答下列問題: (1)從曲線可以看出:光照強(qiáng)度大于C之后,影響三七光合速率的主要環(huán)境因素為______。對于云南松來說,當(dāng)光照強(qiáng)度長期保持在B點(diǎn)左右時(shí),葉肉細(xì)胞中色素的相對含量有所升高,但是C3的最大消耗速率卻明顯降低,原因是弱光下產(chǎn)生的__________(物質(zhì))減少限制了暗反應(yīng)。D點(diǎn)時(shí),三七和云南松通過光合作用制造有機(jī)物的速率是否相等? __________(填“是”或“否”),理由是___________________________________________。 (2)某同學(xué)分析曲線后認(rèn)為,當(dāng)光照強(qiáng)度為C時(shí),若光照時(shí)間及葉面積均相同,理論上,隨季節(jié)變化,三七在一天內(nèi)
8、積累的有機(jī)物量可能會超過云南松,其理由是________ ____________。 9.為研究供氮水平對馬尾松幼苗光合作用的影響,某研究小組采用沙培方法,每天定時(shí)澆灌含不同氮素濃度的培養(yǎng)液,適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后,分別測定各組馬尾松幼苗針葉的相關(guān)指標(biāo),結(jié)果如圖所示。請回答下列問題: 注:羧化酶能催化CO2的固定;氣孔導(dǎo)度指的是氣孔張開的程度。 (1)馬尾松幼苗從培養(yǎng)液中吸收的氮元素可用于合成____________和羧化酶等物質(zhì),其中前者能吸收和轉(zhuǎn)化光能。 (2)該實(shí)驗(yàn)的因變量有______。若設(shè)置培養(yǎng)液中氮素濃度為零的組別,則該組不能稱為對照組,理由是_________
9、____。 (3)該實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)液中氮素濃度在1mmol/L條件下,馬尾松幼苗的葉肉細(xì)胞中,葉綠體在光反應(yīng)階段產(chǎn)生的O2的去路有_____________。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測,當(dāng)培養(yǎng)液中氮素濃度大于8mmol/L以后,馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞間CO2濃度會變大,原因是____________。 參考答案 一、“對比法”分析光合作用的相關(guān)曲線 典例1.【答案】D 【解析】該實(shí)驗(yàn)研究光照強(qiáng)度、溫度對光合速率的影響,實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度和溫度,因變量為光合速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中a點(diǎn)對應(yīng)條件下,光合作用和呼吸作用同時(shí)進(jìn)行,該綠色植
10、物的葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;不能判定出該植物進(jìn)行光合作用的最適溫度,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于不同溫度下呼吸速率不同,圖中b點(diǎn)對應(yīng)條件下的凈光合速率與c點(diǎn)對應(yīng)條件下的凈光合速率的2倍之間的大小關(guān)系不能確定,D項(xiàng)正確。 典例2.【答案】D 【解析】0 ~ 25min期間,容器內(nèi)甲和乙兩種植物每5min內(nèi)的CO2減少量逐漸減小,說明甲乙植物的光合作用逐漸減弱,A錯(cuò)誤;30~45min期間,密閉容器內(nèi)的CO2濃度不變時(shí),甲乙兩植物的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,B錯(cuò)誤;0 ~ 45min期間,25min之前甲乙植物光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,25min之后光合作用
11、強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,體內(nèi)有機(jī)物的量先積累后保持不變,C錯(cuò)誤;如圖所示,乙植物最終的CO2濃度低于甲植物,說明乙植物比甲植物固定CO2的能力強(qiáng),D正確。 二、對點(diǎn)增分集訓(xùn) 1.【答案】B 【解析】0~15min,該容器中O2濃度隨時(shí)間的遞增而逐漸增大,說明凈光合速率逐漸增大,A錯(cuò)誤;0~15min,該容器中O2濃度隨時(shí)間的遞增而逐漸增大,而15~20min該容器中O2濃度維持在最大值,說明0~15min凈光合速率小于15~20min,而15~20min光合 速率與呼吸速率相等,B錯(cuò)誤,C正確;若20min后停止光照,則光反應(yīng)停止,H2O在光下分解產(chǎn)生[H]和O2的反應(yīng)停止,因此短時(shí)間內(nèi)
12、葉綠體中O2的含量降低,D正確。 2.【答案】D 【解析】A圖中,A點(diǎn)二氧化碳的吸收量為0,說明此時(shí)的光合作用速率等于呼吸作用速率,A正確;B圖中A點(diǎn)后二氧化碳的含量降低,說明光合作用速率大于呼吸作用速率,故A點(diǎn)含義是光合作用速率等于光合作用速率,B正確;C圖根據(jù)圖中的曲線的含義可知,A點(diǎn)代表光合作用速率等于呼吸作用速率,C正確;D圖中A點(diǎn)的含義是二氧化碳的吸收量等于釋放量,表示凈光合作用速率等于呼吸作用速率,此時(shí)光合作用速率大于呼吸作用速 率,D錯(cuò)誤。 3.【答案】D 【解析】白光條件下前10天葉子不變綠,不能光合作用,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物, A項(xiàng)錯(cuò)誤;10 d后白光下的幼
13、苗體內(nèi)產(chǎn)生ADP的場所,應(yīng)該有葉綠體,因?yàn)樵谌~綠體基質(zhì)內(nèi),ATP中的能量轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的能量,所以會產(chǎn)產(chǎn)生ADP,而線粒體內(nèi)是利用ADP產(chǎn)生ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤;前10天黑暗下幼苗長度長于白光下,推測前10天光照對幼苗的生長有抑制作用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;自變量為黑暗和白光,因變量為幼苗長度,故探究的可能是有無光照對幼苗生長的影響,D項(xiàng)正確。 4.【答案】B 【解析】據(jù)圖分析,甲的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)高于乙,故甲是陽生植物,乙是陰生植物,A正確;e點(diǎn)時(shí)甲、乙曲線相交,甲植物凈光合強(qiáng)度等于乙植物凈光合強(qiáng)度,B錯(cuò)誤;C、d點(diǎn)乙已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn),限制乙增產(chǎn)的外界因素不再是自變量光照強(qiáng)度,而是溫度和二氧化碳濃度等
14、,C正確;缺Mg培養(yǎng)液中培養(yǎng)甲植物,葉綠素會合成不足,則光補(bǔ)償點(diǎn)b1點(diǎn)將向右移動,D正確。 5. 【答案】B 【解析】植物光合作用的最終能量來源與太陽能,A正確;葉溫為35℃時(shí),甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值表示凈光合速率,由題圖可知,兩者相等且均大于0,B錯(cuò)誤;葉溫為25℃時(shí),植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值即甲的凈光合作用速率低于植物乙的凈光合作用速率,C正確;據(jù)圖分析,在36-50℃時(shí),植物甲的凈光合速率曲線比植物乙的曲線高,故植物甲的凈光合速率比植物乙的高,D正確。 6.【答案】C 【解析】由圖可知光合作用的最適溫度在25~30℃,而呼吸作用的最適溫度在35℃以上,光
15、合作用酶和呼吸作用酶的最適溫度不同,前者低于后者,A項(xiàng)合理;陰影部分表示的是5~35℃時(shí)蔬菜的凈光合速率大于零,B項(xiàng)合理;此圖中沒有光合作用強(qiáng)度和光照強(qiáng)度的關(guān)系,不能說明光照越強(qiáng),該蔬菜新品種的凈光合速率越大,產(chǎn)量越高,C項(xiàng)不合理;當(dāng)光合作用與呼吸作用差值較大時(shí)最有利于該蔬菜增產(chǎn),由圖可知溫度應(yīng)在25~30℃,D合理。 7.【答案】(1)類囊體薄膜上和基質(zhì)Ⅰ (2)2 (3)小于 CD段隨溫度升高細(xì)胞呼吸速率加快,而凈光合速率不變,說明該植物的總 光合速率隨溫度升高而加快,所以C點(diǎn)所對應(yīng)的溫度應(yīng)小于該植物光合作用和的最適溫度 【解析】(1)光合作用的酶主要分布于葉綠體的類囊體薄膜
16、上和葉綠體基質(zhì)中;細(xì)胞呼吸中在線粒體內(nèi)膜上的相關(guān)呼吸酶的作用下氧氣與還原型輔酶Ⅰ結(jié)合生成水。(2)B、D兩點(diǎn)呼吸速率與凈光合速率相等,由于總光合速率=呼吸速率+凈光合速率,故這兩點(diǎn)所對應(yīng)的溫度條件下,光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物量是呼吸作用消耗的有機(jī)物量的2倍。(3)由于CD段隨溫度升高細(xì)胞呼吸速率加快,而凈光合速率不變,說明該植物的總光合速率隨溫度升高而加快,所以C點(diǎn)所對應(yīng)的溫度應(yīng)小于該植物光合作用酶的最適溫度。 8.【答案】(1)溫度和CO2濃度 [H]和ATP否二者凈光合速率相等,但云南松呼吸速率高,故云南松真實(shí)光合(制造葡萄糖的)速率大于三七 (2)光照強(qiáng)度為C時(shí),雖然云南松凈光合速率
17、大于三七,但由于云南松呼吸速率為三七的兩倍,在葉面積相同的情況下,光照時(shí)間較短時(shí),三七在一天內(nèi)有機(jī)物積累量可能超過云南松 【解析】(1)從曲線可以看出:光照強(qiáng)度大于C之后,隨著光照的增加,三七光合速率不再增加,說明光照已飽和,不再是影響三七光合速率的限制因素,所以影響三七光合速率的主要環(huán)境因素應(yīng)該為其他因素,比如溫度和CO2濃度,這兩個(gè)都會影響光合作用,且題干中并沒有說明它們是否適宜或充足。對于云南松來說,B點(diǎn)為云南松的光補(bǔ)償點(diǎn),當(dāng)光照強(qiáng)度長期保持在B點(diǎn)左右時(shí),光照強(qiáng)度不足,光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足,限制了暗反應(yīng), C3的最大消耗速率降低。D點(diǎn)時(shí),三七和云南松凈光合速率相等,但云南松呼
18、吸速率高,故云南松真實(shí)光合(制造有機(jī)物的)速率大于三七。(2)由圖可知光照強(qiáng)度為C 時(shí),云南松凈光合速率大于三七,但沒達(dá)到兩倍,而云南松呼吸速率為三七的兩倍,在葉面積相同的情況下,光照時(shí)間較短時(shí),三七在一天內(nèi)有機(jī)物積累量可能超過云南松。 9.【答案】(1)葉綠素(或光合色素) (2)凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度、羧化酶含量等馬尾松幼苗不能在無氮培養(yǎng)液中正常生長,因此不能作為對照組 (3)進(jìn)入線粒體用于細(xì)胞呼吸和釋放到外界環(huán)境 (4)氣孔導(dǎo)度不變,但羧化酶含量減少,CO2消耗速率降低 【解析】(1)氮元素進(jìn)入葉肉細(xì)胞后形成的化合物中,能吸收并轉(zhuǎn)化光能的物質(zhì)是葉綠體中的色素,存在于葉
19、綠體的類囊體膜上;(2)該實(shí)驗(yàn)在研究氮素濃度對凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度、羧化酶含量的影響,凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度、羧化酶含量 都是因變量。(3)該實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)液中氮素濃度在1mmol/L條件下,馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中,葉綠體在光反應(yīng)階段產(chǎn)生的O2,只有一部分能擴(kuò)散到該細(xì)胞的線粒體中被迫消耗掉,原因是凈光合速率大于零,光合產(chǎn)O2速率大于呼吸耗O2速率。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測,當(dāng)培養(yǎng)液中氮素濃度大于8mmol/L以后,馬尾松幼苗針葉的胞間CO2濃度增大,但氣孔導(dǎo)度不變,即胞間CO2濃度來源不變。所以原因應(yīng)為去路減小,即羧化酶含量減少,CO2消耗速率降低。 9
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