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課時訓練9　環(huán)境因素對光合速率的影響及應用 一、選擇題 1.下列有關(guān)細胞呼吸和光合作用的敘述,正確的是(　　) A.黑暗環(huán)境下線粒體和葉綠體均消耗氧氣 B.細胞呼吸過程產(chǎn)生的[H]均與O2結(jié)合生成水 C.葉肉細胞中的葉綠體可以為線粒體提供葡萄糖和O2 D.植物光合強度可能在全日照之前就達到最大 答案D 解析黑暗環(huán)境下,線粒體中進行需氧呼吸時需要消耗氧氣,葉綠體中不能進行光合作用,既不產(chǎn)生氧氣也不消耗氧氣,A項錯誤。需氧呼吸過程產(chǎn)生的[H]與O2結(jié)合生成水,厭氧呼吸過程產(chǎn)生的[H]與丙酮酸結(jié)合生成酒精和二氧化碳或乳酸,B項錯誤。葡萄糖分解成丙酮酸的過程必須在細胞溶膠中進行,葡萄糖不能進入線粒體中,C項錯誤。正常情況下,在光強度達到全日照之前,受限于光合色素的含量,植物光合強度已達到最大值,D項正確。 2.光照、溫度對貯藏的番茄果實呼吸強度的影響如圖所示,分析正確的是(　　) A.光照對番茄果實呼吸有促進作用 B.番茄果實的呼吸強度僅與溫度有關(guān) C.光照、2 ℃條件更有利于番茄果實的貯藏 D.番茄果實在黑暗、8 ℃條件下呼吸強度大于光照、15 ℃條件 答案C 解析分析柱狀圖,在不同溫度下,光照處理的呼吸強度相對值均小于黑暗處理的,因此,光照對番茄果實呼吸有抑制作用,A項錯誤。不同溫度下,同一種處理方式,呼吸強度存在差異,同一溫度下,光照和黑暗處理,呼吸強度也存在差異,說明番茄果實的呼吸強度與溫度和光照處理等有關(guān),B項錯誤。圖示中,溫度為2 ℃且光照條件下,呼吸強度相對其他處理更低,說明該處理更有利于番茄果實的貯藏,C項正確。與黑暗、8 ℃處理相比,番茄果實的呼吸強度在光照、15 ℃處理下更強,D項錯誤。 3.(2018浙江名校協(xié)作體9月試題)對右圖裝置中單位時間和單位葉面積內(nèi)氣泡的產(chǎn)生數(shù)目影響最小的是(　　) A.光照度 B.植物的葉片數(shù)目 C.溶液的溫度和pH D.水中的CO2濃度 答案B 解析從題干信息知,產(chǎn)生的氣泡是在單位時間和單位葉面積內(nèi)測定的,氣泡的產(chǎn)生數(shù)目與植物的葉片數(shù)目關(guān)系不大,影響較小。 4.為探究某植物生長的最佳光強度,設(shè)計如圖所示的實驗裝置進行有關(guān)實驗,下列敘述正確的是(　　) A.光合作用產(chǎn)生 O2的速率可以用單位時間內(nèi)裝置中液滴移動距離來表示 B.若裝置中的液體為 NaOH 溶液,給予黑暗條件,圖中液滴移動距離即為細胞呼吸消耗的 O2量 C.為使測得的 O2產(chǎn)生量更精確,該裝置燒杯中應盛放 CO2緩沖液 D.為了探究光強度對光合作用的影響,調(diào)節(jié)白熾燈的光強,只有在達到全日照光強時液滴向右移動量才最大 答案B 解析實驗過程中,單位時間內(nèi)裝置中液滴移動距離表示凈光合作用速率,A項錯誤。如果裝置燒杯中放入氫氧化鈉溶液,吸收細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳,并對植物進行遮光處理,此時液滴移動的距離是細胞呼吸消耗O2的量,B項正確。該裝置可用于測定凈光合速率,即O2的釋放速率,而不是產(chǎn)生量,C項錯誤。調(diào)節(jié)白熾燈的光強,可以探究光強度對光合作用的影響,當一定光強度下,凈光合作用強度最大時,液滴向右移動量才最大,D項錯誤。 5.已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃。如圖表示在25 ℃時,該植物光合強度與光強度的關(guān)系。若將溫度提高到30 ℃,其他條件不變,從理論上講,圖中相應點的移動應該是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.a點上移,b點左移 B.a點不動,b點左移 C.a點下移,b點右移 D.a點上移,b點右移 答案C 解析根據(jù)題意可知,溫度從25 ℃提高到30 ℃后,光合強度減慢,呼吸強度加快。圖中a點代表呼吸強度,故a點下移;b點表示呼吸強度等于光合強度,故b點右移。 6.某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長作為對照組,另4組在人工氣候室中生長作為實驗組,其他條件相同且適宜,測定中午12:30時各組葉片的凈光合速率[單位:mgCO2/(dm2h)],各組實驗處理及結(jié)果如表所示,下列有關(guān)敘述正確的是(　　) 組　別 對照組 實驗組1 實驗組2 實驗組3 實驗組4 溫度/℃ 36 36 36 31 25 相對濕度/% 17 27 52 52 52 凈光合速率 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 A.中午對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是溫度 B.增加麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度 C.若適當提高實驗組4的環(huán)境濕度能提高小麥的光合速率 D.若給小麥提供C18O2,產(chǎn)生的O2中不可能含有放射性 答案B 解析根據(jù)實驗結(jié)果,可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度,其依據(jù)是相同溫度條件下,小麥光合速率隨相對濕度的增加而明顯加快,但相對濕度相同時,小麥光合速率隨溫度的變化不明顯,A項錯誤。根據(jù)實驗結(jié)果,可以推測增加麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度,B項正確。在實驗組中,比較實驗組2、3、4可推知,小麥光合作用的最適溫度在31 ℃左右,而實驗組4的25 ℃還遠低于最適溫度,因此若適當提高實驗組4的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率,C項錯誤。若向植物提供含有18O標記的C18O2,則C18O2在碳反應階段轉(zhuǎn)變?yōu)楹?8O的有機物和H218O,而H218O又在光反應階段光解后產(chǎn)生18O2,所以一段時間后能在氧氣中測到放射性,D項錯誤。 7.為研究高溫對不同植物光合速率的影響,研究者將甲、乙、丙三種植物從25 ℃環(huán)境移入40 ℃環(huán)境中培養(yǎng),測得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示。下列結(jié)論正確的是(　　) A.40 ℃環(huán)境下三種植物的光合速率均下降 B.與處理前相比,甲植物光反應速率加快,CO2吸收速率幾乎不變 C.處理后,丙植物光合作用時吸收CO2的速率最慢 D.與乙植物相比,丙植物光合速率降低的原因主要是光反應受到了限制 答案D 解析據(jù)圖可知,甲植物40 ℃環(huán)境下的光合速率上升,A項錯誤;與處理前相比,甲植物光合速率上升,甲植物CO2吸收速率應增大,B項錯誤;處理后,乙植物氣孔導度最小,光合作用時吸收CO2的速率最慢,C項錯誤;丙植物40 ℃環(huán)境下光能捕獲效率明顯低于乙植物,說明其光反應受到了限制,D項正確。 8.(2018浙江五校高三上學期第一次聯(lián)考)右圖是三倍體西瓜葉片凈光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)與胞間CO2濃度(Ci)的日變化曲線,以下分析正確的是(　　) A.與11:00時相比,13:00時葉綠體中合成三磷酸甘油酸的速率相對較高 B.14:00后葉片的Pn下降,導致植株積累有機物的量開始減少 C.葉片的Pn先后兩次下降,主要限制因素分別是CO2濃度和光照強度 D.17:00后葉片的Ci快速上升,導致葉片碳反應速率遠高于光反應速率 答案C 解析與11:00時相比,13:00時葉片凈光合速率較低,說明13:00時葉綠體中合成三磷酸甘油酸的速率相對較低,A項錯誤;14:00后葉片的Pn下降,但葉片凈光合速率仍遠大于0,說明植株積累有機物的量繼續(xù)增多,B項錯誤;對比分析兩曲線走勢可知,葉片的Pn先后兩次下降,主要限制因素分別是CO2濃度和光照強度,C項正確;17:00后葉片的Ci快速上升,但葉片凈光合速率仍大于0,說明實際光合速率仍大于細胞呼吸速率,但兩者的差值減小,因此葉片碳反應速率與光反應速率相當,D項錯誤。 9.(2018寧波十校高三上學期期末聯(lián)考)科研人員研究了不同氮素水平對某植物葉片光合作用的影響。其實驗結(jié)果如下表所示,下列分析錯誤的是(　　) 組別 氮素水平(mmolL-1) 葉綠素含量(μgcm-2) 氣孔導度(mmolm-2s-1) 胞間CO2濃度(μLL-1) 表觀光合速率(μmolm-2s-1) 1 5(低氮) 86 0.68 308 19.4 2 10(中氮) 99 0.84 304 20.7 3 15(偏高) 103 0.85 301 21.4 4 20(高氮) 103 0.84 295 22.0 注氣孔導度指氣孔開放程度;表觀光合速率是指在光照條件下,一定量的植物在單位時間內(nèi)釋放到外界的O2量 A.氮是葉綠素的組成元素,適當增施氮肥有利于葉綠素的合成 B.隨著氮素水平的增加,胞間CO2濃度的持續(xù)下降促進了表觀光合速率不斷增加 C.第4組的表觀光合速率高于第3組,而葉綠素含量相同,推測其主要原因可能是高氮條件下,氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的數(shù)量增多 D.一定范圍內(nèi)增大氮素濃度,可提高該植物葉片的表觀光合速率 答案B 解析根據(jù)實驗目的可知,該實驗的自變量是不同濃度的氮素水平,葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg,根據(jù)表格可知,在一定范圍內(nèi)隨著氮素水平的提高,葉綠素的含量在增加,因此適當增施氮肥有利于葉綠素的合成,A項正確;胞間CO2濃度和表觀光合速率均屬于因變量,該實驗不能說明兩個因變量之間的關(guān)系,B項錯誤;氮也是細胞中酶的組成元素,第4組(高氮組)比第3組(偏高組)葉片表觀光合作用速率高,而葉綠素含量相同,可能原因是高氮條件下,氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的數(shù)量增多,C項正確;根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,一定范圍內(nèi)增大氮素濃度,可提高該植物葉片的表觀光合速率,D項正確。 二、非選擇題 10.(2018浙江選考生物考前特訓)圖甲是探究影響黑藻光合作用的環(huán)境因素的實驗裝置,實驗材料除了圖中標注之外,還有不同顏色的玻璃紙,光源位置固定且光強度相同,廣口瓶的溶液中含有適量的NaHCO3,圖乙為黑藻葉綠體中的某生理過程。請回答下列問題。 (1)本實驗可以用來研究　　　　　　對黑藻光合速率的影響,黑藻的光合速率可用單位時間的　　　　　　　　　　　　表示,該數(shù)據(jù)　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)黑藻的真正光合速率。 (2)圖乙中葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)物三碳糖主要的去向和轉(zhuǎn)變成的物質(zhì)分別是　　　　　　　　、　　　　　。 (3)研究發(fā)現(xiàn),葉肉細胞在沒有光照條件下,仍有三碳糖運出葉綠體,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。若短期內(nèi)三碳糖的輸出受阻,葉綠體內(nèi)的NADPH的含量會　　　　　(填“增加”“減少”或“不變”)。 答案(1)光質(zhì)(不同波長的光或者不同顏色的光)　排出液體的體積(或O2的釋放量)　小于 (2)葉綠體外　蔗糖 (3)淀粉轉(zhuǎn)化為三碳糖　增加 解析(1)透過玻璃紙的光的顏色與玻璃紙的顏色相同。依題意可知,若用不同顏色的玻璃紙遮住實驗裝置中的廣口瓶,再用一定光強度的固定光源照射,則本實驗可以用來研究光質(zhì)(不同波長的光或者不同顏色的光)對黑藻光合速率的影響。黑藻的光合作用釋放的O2可引起廣口瓶內(nèi)的氣體壓強增大,使其內(nèi)的水通過排水管排出并流入量筒中,因此黑藻的光合速率可用單位時間排出液體的體積(或O2的釋放量)來表示。光合作用釋放的O2量反映的是光合作用真正產(chǎn)生的O2量與需氧呼吸消耗的O2量的差值,即表示的是凈光合速率,而凈光合速率=真正光合速率-呼吸速率,所以該數(shù)據(jù)小于黑藻的真正光合速率。(2)圖乙中葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的三碳糖是CO2的固定與還原的產(chǎn)物,其主要的去向是被運到葉綠體外的細胞溶膠中,再經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)變形成蔗糖。(3)圖乙顯示:葉綠體內(nèi)的淀粉也可以轉(zhuǎn)化為三碳糖,據(jù)此可推知,葉肉細胞在沒有光照條件下,可由淀粉轉(zhuǎn)化為三碳糖,進而運出葉綠體。若短期內(nèi)三碳糖的輸出受阻,會導致三碳酸的還原過程減弱,消耗的NADPH減少,所以葉綠體內(nèi)的NADPH的含量會增加。 11.(2018浙江名校協(xié)作體9月試題)在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”活動中,選擇不同處理的A、B兩種沙棗,在不同鹽濃度下進行實驗,部分實驗內(nèi)容與結(jié)果如下表: 組別 鹽處理濃度(mmolL-1) 葉綠素a含量(mgg-1鮮重) 葉綠素b含量(mgg-1鮮重) 類胡蘿卜 素/葉綠素 A 0 1.79 0.72 0.16 A 100 1.71 0.68 0.17 A 200 1.30 0.43 0.21 B 0 1.60 0.58 0.15 B 100 1.21 0.40 0.19 B 200 0.78 0.21 0.30 (1)據(jù)表推知,此實驗的自變量有　　　　　　　　　　　　　　　。在同一個鹽濃度下,A種沙棗的三組葉綠素測量值均比B種　　　　。隨著鹽濃度增加A種沙棗總?cè)~綠素含量呈　　　　趨勢。 (2)表中類胡蘿卜素是由　　　　　　組成的分子,在光合色素分離的實驗中,主要位于濾紙條由上而下的　　　　　　　　　　條色素帶。 (3)實驗結(jié)果推斷,鹽處理后,可能導致沙棗的葉綠素　　　　,從而導致葉綠素含量變化。綜合判斷　　　種沙棗耐鹽性好。 答案(1)鹽濃度、沙棗種類　高　下降　(2)碳氫鏈　第一和第二　(3)降(分)解　A 解析(1)從實驗目的分析,實驗自變量是鹽濃度和沙棗種類。在同一個鹽濃度下A種沙棗的三組葉綠素測量值均比B種高。隨著鹽濃度增加A種沙棗葉綠素a和葉綠素b均呈下降趨勢,故總?cè)~綠素含量也呈下降趨勢。(2)類胡蘿卜素主要是胡蘿卜素和葉黃素,是由碳氫鏈組成的分子,在光合色素分離的實驗中,胡蘿卜素在層析液中溶解度最大,位于濾紙條由上而下的第一條色素帶,其次是葉黃素,位于第二條色素帶。(3)實驗結(jié)果推斷,鹽處理后,可能導致沙棗的葉綠素分解,從而導致葉綠素含量變化。綜合判斷,A組相對葉綠素下降幅度小,耐鹽性相對較好。