高考生物考前3個月專題復(fù)習(xí) 專題2 細胞的代謝 考點7 辨析影響光合作用和細胞呼吸的因素及相關(guān)的坐標曲線

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考點7　辨析影響光合作用和細胞呼吸的因素及相關(guān)的坐標曲線 題組一　光合作用影響因素及相關(guān)曲線辨析 1．(2014新課標全國Ⅱ，29)某植物凈光合速率的變化趨勢如下圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當CO2濃度為a時，高光強下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時，曲線________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)CO2濃度大于c時，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是____________。 (3)當環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時考慮________這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 答案　(1)0　A、B、C　(2)光強　(3)大于　(4)光強 解析　(1)根據(jù)曲線圖可知，當CO2濃度為a時，高光強下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標圖中曲線的走勢可以看出，當CO2濃度在a～b之間時，曲線A、B和C的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。 (2)由題圖可知，影響凈光合速率的主要因素為CO2濃度和光強。當CO2濃度大于c時，由于受光強的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。 (3)當環(huán)境中的CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測，光強和CO2濃度都會影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時考慮光強這一因素的影響。 2．(2016全國乙，30)為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)據(jù)圖判斷，光照強度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是________________。 (2)b光照強度下，要使甲組的光合作用強度升高，可以考慮的措施是提高__________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。 (3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)光照強度　(2)CO2濃度　(3)乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的 解析　(1)甲組在a點條件下，增加光照強度，光合作用強度繼續(xù)增加，故光合作用的主要限制因子是光照強度。(2)甲組在b點條件下，光照強度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用強度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用產(chǎn)物，CO2才是光合作用的原料，故應(yīng)該增加CO2濃度。(3)個體的表現(xiàn)型受遺傳因素與環(huán)境因素共同影響。若乙組的光合作用強度變化受遺傳因素影響，則在甲組的光照條件下，乙組的子代光合作用強度隨光照強度變化情況應(yīng)與甲組不同，此與題干矛盾，故可排除遺傳因素影響，因此乙組光合作用強度的變化應(yīng)由環(huán)境因素(即低光照)引起，并非遺傳物質(zhì)改變所致。 3．(地方卷重組)完成如下有關(guān)光合作用相關(guān)曲線問題填充： (1)(2014山東，26節(jié)選)如圖表示初夏某天在遮光50%條件下，溫度、光照強度、該植物凈光合速率和氣孔導(dǎo)度(氣孔張開的程度)的日變化趨勢。8：00到12：00光照強度增強而凈光合速率降低，主要原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　呼吸速率增強，光合速率與呼吸速率的差值減小 (2)(2013四川，8節(jié)選)將玉米的PEPC酶基因?qū)胨竞?，測得光照強度對轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻的氣孔導(dǎo)度及光合速率的影響結(jié)果，如下圖所示(注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高)。 ①光照強度低于8102 μmolm－2s－1時，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要因素是____________；光照強度為10～14102 μmolm－2s－1時，原種水稻的氣孔導(dǎo)度下降但光合速率基本不變，可能的原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②分析圖中信息，PEPC酶所起的作用是____________________________________________；轉(zhuǎn)基因水稻更適合栽種在________環(huán)境中。 答案　①光照強度　光照強度增加與CO2供應(yīng)不足對光合速率的正負影響相互抵消(或“CO2供應(yīng)已充足且光照強度已達飽和點”)?、谠龃髿饪讓?dǎo)度，提高水稻在強光下的光合速率　強光 (3)(2015山東26節(jié)選)如圖表示在適宜條件下油菜果實凈光合速率與呼吸速率的變化。分析可知，第24天的果實總光合速率________(填“大于”或“小于”)第12天的果實總光合速率。第36天后果皮逐漸變黃，原因是葉綠素含量減少而________________(填色素名稱)的含量基本不變。葉綠素含量減少使光反應(yīng)變慢，導(dǎo)致光反應(yīng)供給暗反應(yīng)的________和________減少，光合速率降低。 答案　小于　類胡蘿卜素(或葉黃素和胡蘿卜素)　[H](或NADPH)　ATP(注：兩空可顛倒) 題組二　細胞呼吸影響因素及曲線分析 4．(2014海南，26)某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。請據(jù)圖回答問題： (1)在12～24 h期間，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼吸作用的主要方式是________呼吸，該呼吸方式在細胞中發(fā)生的部位是______________，其產(chǎn)物是____________________________。 (2)從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會________，主要原因是___________ ________________________________________________________________________。 (3)胚根長出后，萌發(fā)種子的________呼吸速率明顯升高。 答案　(1)無氧　細胞質(zhì)基質(zhì)　酒精和二氧化碳 (2)減少　種子不進行光合作用制造有機物，同時進行呼吸作用消耗有機物，使有機物的總量下降　(3)有氧 解析　(1)據(jù)圖可知，在12～24 h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時的呼吸作用主要是無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根長出期間，種子不進行光合作用制造有機物，同時進行呼吸作用消耗有機物，使有機物的總量下降。(3)胚根長出后，氧氣的吸收量明顯增多，說明有氧呼吸的速率明顯提高。 5．(地方卷重組)完成下列相關(guān)內(nèi)容填充： (1)(2011江蘇，26(3)改編)如圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，在T1～T2時段，單位時間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_______ ________________________________________________________________________。 答案　酵母菌進行無氧呼吸，產(chǎn)生的能量少和酵母菌種群數(shù)量增多 (2)(2009安徽，29節(jié)選)現(xiàn)有等量的A、B兩個品種的小麥種子，將它們分別置于兩個容積相同、密閉的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量(等量)的水。在25 ℃的條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示，在t1～t2期間，A、B種子釋放CO2的量的變化趨勢是_______________________；在0～t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是____________________________。 答案　逐漸增加達到最大再逐漸減少　種子進行無氧呼吸產(chǎn)生CO2 (3)(2015安徽，29節(jié)選)科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍莓果實的CO2生成速率的變化，結(jié)果見圖1和圖2。 由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下果實的CO2生成速率較低，主要原因是________________________________________________________________________； 隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的_________濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測________的濃度變化來計算呼吸速率。 答案　低溫降低了細胞呼吸相關(guān)酶活性　CO2　O2 依綱聯(lián)想 1．關(guān)注光合作用3類影響因素曲線中的“關(guān)鍵點” (1)光照強度 ①圖甲中A點代表的相對值為細胞呼吸強度，B點的代謝特點為植物的光合速率等于細胞呼吸速率，此時的光照強度為光補償點，而圖中C點是達到最大光合速率的最小光照強度，即為光飽和點。 ②若圖甲是在光合作用的最適溫度25 ℃條件下測得繪制的曲線，現(xiàn)若將溫度提高至細胞呼吸最適溫度30 ℃，再測得數(shù)據(jù)繪制曲線，則圖中A點下移，B點右移，C點左移，D點左下移；若環(huán)境缺少鎂，則A點不動，B點右移，C點左移，D點左下移。 ③圖甲中D點和圖乙中P點之前的限制因素為光照強度，而之后的限制因素：外因有溫度、CO2的供應(yīng)量；內(nèi)因有色素含量、酶的數(shù)量和活性、C5的含量等。 (2)CO2濃度 ①圖丁中A點時代謝特點為光合速率與細胞呼吸速率相等，此時的二氧化碳濃度為二氧化碳補償點，而圖丙中D點時二氧化碳濃度是植物進行光合作用時最小二氧化碳啟動濃度，從D點才開始啟動光合作用。 ②B點和P點的限制因素：外因有溫度和光照強度；內(nèi)因有酶的數(shù)量和活性、C5的含量、色素含量。 (3)多因子影響 曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當達到Q點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。 2．聚焦氧氣濃度對細胞呼吸相關(guān)兩類曲線中關(guān)鍵點 (1)圖甲中O2濃度為0時，并非細胞呼吸強度為0，而是只進行無氧呼吸，大于0小于10%時兩種呼吸類型均有，大于等于10%時只進行有氧呼吸，圖乙中從c點開始也是只進行有氧呼吸，并且c點以后隨著氧分壓在一定范圍內(nèi)的增大，有氧呼吸還會加強。另外，圖乙中a、b、c的有氧呼吸強度逐步增強，而無氧呼吸強度逐步減弱，c時降為0。 (2)圖甲中AB＝BC，但是氧濃度為C點時，無氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同。 (3)圖甲中R點時，細胞呼吸釋放出的CO2總量最小，由此可知，在貯藏種子或蔬菜水果保鮮時應(yīng)保持低溫、低氧而非無氧。 考向一　辨析光合速率隨影響因素變化的原理和特點 1．某科研小組研究了不同環(huán)境條件下CO2濃度對銀杏凈光合速率的影響，得到如圖所示曲線。據(jù)圖回答下列問題： (1)由圖可知，與28 ℃相比，溫度為15 ℃時，增加CO2濃度對提高凈光合速率的效果不顯著，原因是________________________。當CO2濃度為300 μmolmol－1時，28 ℃條件下銀杏凈光合速率明顯低于20 ℃和15 ℃下的銀杏凈光合速率，原因主要是________________ ________________________________________________________________________。 (2)適宜光照條件下，若將生活在20 ℃的銀杏突然從CO2濃度為800 μmolmol－1移至CO2濃度為2 000 μmolmol－1的環(huán)境，短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量將會________。 (3)圖中凈光合速率為0時，________(發(fā)生、不發(fā)生)光合作用。隨CO2濃度增加，則暗反應(yīng)過程________，進而凈光合速率________。 (4)圖中當CO2濃度低于1 000 μmolmol－1時，不同溫度下的凈光合速率差異不大，此時影響該過程的主要環(huán)境因素是__________。 答案　(1)溫度低，酶活性低　這種條件下，光合作用受CO2濃度的限制，而銀杏的呼吸作用又比20 ℃和15 ℃時強　(2)增加　(3)發(fā)生　增強　增加　(4)CO2濃度 解析　(1)在15 ℃條件下，由于溫度低，酶活性低，因此該條件下增加CO2濃度對提高凈光合速率的效果不顯著。凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，圖中當CO2濃度低于300 μmolmol－1時，28 ℃條件下的銀杏凈光合速率明顯低于20 ℃和l5 ℃下，可能是光合作用受CO2濃度的限制，而銀杏的呼吸作用比20 ℃和15 ℃時強。 (2)突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成的C3增加，而C3的還原過程不變，故C3的含量將增加。 (3)圖中凈光合速率為0時，發(fā)生了光合作用，且光合作用強度等于呼吸作用強度。隨CO2濃度增加，暗反應(yīng)過程增強，光合速率增加，進而凈光合速率增加。 (4)圖中當CO2濃度低于1 000 μmolmol－1時，不同溫度下的凈光合速率差異不大，此時影響該過程的主要環(huán)境因素是CO2濃度。 思維延伸 (1)假如上題圖中C和A曲線分別表示相同光照和溫度下CO2濃度對某兩種植物甲和乙的凈光合速率的影響，那么將等大的甲和乙幼苗共同種植在一個透明密閉的裝置中，一段時間后，________植物先死亡，理由是________________________________________。 答案　乙　甲能利用低濃度CO2進行光合作用，乙不能 (2)若將上題圖中縱坐標改為光合速率，則當CO2濃度高于800 μmolmol－1時，單位時間內(nèi)C3的合成量，A曲線________(填“＜”“＞”或“＝”)B曲線。 答案　> (3)某研究小組將某綠色植物置于一密閉玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下，經(jīng)黑暗和光照處理，測量容器內(nèi)氧氣的變化，結(jié)果如圖所示，則： ①黑暗處理過程中，葉肉細胞可吸收容器內(nèi)的氧氣，在________________上與________結(jié)合生成水，同時釋放出大量的能量。 ②隨光照時間延長，到達C點以后，容器內(nèi)的氧氣總量將不再發(fā)生變化，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案?、倬€粒體內(nèi)膜　[H]　②此時植物的光合作用速率等于呼吸作用速率 (4)科研人員測定透明密閉玻璃罩內(nèi)某植物在單位時間內(nèi)CO2的吸收量或O2消耗量(相對值)隨溫度的變化，結(jié)果如圖所示，則： ①A點時，葉肉細胞中的光合作用________(填“大于”“等于”或“小于”)其呼吸作用。D點時，葉肉細胞中能產(chǎn)生[H]的場所有____________________________。圖中B、D兩點的含義是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②據(jù)圖推測，該植物的光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度________(填“高”或“低”)。溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟效益，應(yīng)控制的最低溫度約為________。 答案?、俅笥凇∪~綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍?、诟摺?0 ℃ (5)將某種植物置于CO2濃度適宜、水分充足的環(huán)境中，溫度分別保持在5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃下，改變光照強度，測定CO2的吸收速率，得到圖1所示的結(jié)果。處理圖1中有關(guān)數(shù)據(jù)得到圖2、圖3曲線圖，則________可表示在5～35 ℃下該植物光飽和點(光合強度達到最大值時所需最小光照強度值)的變化，________可表示在5～35 ℃下該植物呼吸作用速率的變化。 答案　圖2　圖3 考向二　辨析光合速率隨時間變化的原理 2．科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A．光照強度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉 C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱 D．適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施 答案　B 解析　早晨日出后光照強度不斷增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因環(huán)境溫度過高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，不能吸收CO2。15時以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致。適時澆水避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉、增施農(nóng)家肥從而增加土壤中CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的可行性重要措施。 思維延伸 (1)如原題2中，若已知某植物X比油桃能利用更低濃度的CO2，在露地栽培條件下，油桃在13時左右出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，此時，同條件下栽培X__________(“會”或者“不會”)出現(xiàn)明顯的“午休”現(xiàn)象。 答案　不會 (2)據(jù)原題2圖，露地栽培條件下，至10 時左右Pn 出現(xiàn)第一次高峰；之后出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，到達低谷時葉肉細胞葉綠體中C5相對含量的變化是________，細胞中能產(chǎn)生[H]的場所有________________________________。 答案　增加　細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 (3)據(jù)原題2圖，大棚栽培條件下油桃在上午10時Pn 卻處于低谷，其主要原因是__________ ________________________________________________________________________； 光合“午休”現(xiàn)象相對不明顯，其可能的原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 若遇陰天，大棚內(nèi)油桃Pn第一次峰值將較晴天________(填“提前”或“推遲”)。 答案　日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2迅速下降　植物蒸騰水分保留在棚內(nèi)，濕度較大，植物葉片氣孔關(guān)閉程度較小　推遲 (4)根據(jù)原題2圖中曲線分析，提高大棚栽培油桃產(chǎn)量的措施有________________________； 此外施用有機肥料也有利于產(chǎn)量的提高，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 答案　增加密閉環(huán)境中CO2含量、適當增加光照強度　土壤微生物分解有機肥料所產(chǎn)生的CO2和無機鹽使農(nóng)作物的光合作用強度得到提高 (5)如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度和呼吸強度的曲線圖。則：A和E點時葉肉細胞產(chǎn)生[H]的場所都是____________________________，葉片內(nèi)所含有機物的量，一定是C點________B點。 答案　葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)　大于 (6)夏季某晴朗的一天對一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進行24小時的檢測，結(jié)果如圖，則圖中所測氣體為________，且該大棚內(nèi)的蔬菜經(jīng)過一晝夜后是否積累了一定量的有機物？________(填“是”或“否”)，圖中CD段變化的原因是__________________________ ________________________________________________________________________； 與它們各自前一段相比，EC段和DB段葉肉細胞中的C3含量變化趨勢分別是____________。 答案　氧氣　是　光照過強，使溫度升高，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足，光合強度變化不大所致　減少、增加 (7)將生長發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟作物分為兩組，Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強度，Ⅱ組不做處理，分別測定凈光合速率的日變化情況，結(jié)果如圖。則： ①由Ⅰ組曲線的dg段和Ⅱ組曲線的eg段的對比可以看出，影響葉片氣孔關(guān)閉的主要外因是____________。 ②Ⅱ組中與e點相比，f點時葉綠體內(nèi)ATP含量________，若Ⅱ組植株在d點時線粒體中產(chǎn)生的CO2更多，則此時Ⅱ組植株的總光合速率________(填“大于”“等于”或“小于”)Ⅰ組植株，判斷的理由是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③遮光處理下C3最大消耗速率較小，直接原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 答案?、俟庹諒姸取、诟摺〈笥凇、蚪M植株線粒體中產(chǎn)生的CO2更多，說明Ⅱ組植株的呼吸速率大于Ⅰ組植株，且d點時兩種條件下的凈光合速率相等，所以Ⅱ組植株的總光合速率大于Ⅰ組植株的總光合速率　③光照弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足 (8)某研究小組進行某植物的栽培試驗，圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的光合曲線和黑暗條件下的呼吸曲線；圖2為在恒溫密閉玻璃溫室中，連續(xù)24 h測定的溫室內(nèi)CO2濃度以及植物CO2吸收速率的變化曲線。據(jù)圖判斷相關(guān)敘述并思考相關(guān)問題： ①圖1中，當溫度達到55 ℃時，植物光合作用相關(guān)的酶失活(　√　) ②18 h時，圖2葉肉細胞中葉綠體產(chǎn)生的O2量大于線粒體消耗的O2量(　√　) ③該植株在進行光合作用且吸收CO2的量為0時，在兩圖中的描述點共有4個(　　) ④依據(jù)圖1可推知若溫度保持在35 ℃的條件下，長時間每天交替進行12 h光照、12 h黑暗，該植物能正常生長(　　) ⑤圖2中經(jīng)過連續(xù)24 h的培養(yǎng)，與0 h時相比，24 h時該植物的有機物量增多了(　　) ⑥圖2中一晝夜溫室中氧氣濃度最高時在18時，而最低是6時(　√　) ⑦圖1中實線在40 ℃時的代謝特點是什么？在原題坐標圖1中繪出40 ℃之前和40 ℃之后的真正的光合作用的相對強度。 提示　40 ℃時光合速率與細胞呼吸速率相等。40 ℃之前某溫度條件下真正的光合作用的相對強度等于該溫度條件下兩曲線縱坐標值之和，40 ℃之后某溫度條件下真正的光合作用的相對強度等于虛線縱坐標值減掉實線所對應(yīng)的縱坐標值，如圖所示。 ⑧圖1中，40 ℃與60 ℃時，CO2的吸收量均為0，二者的機理有區(qū)別嗎？ 提示　有區(qū)別，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均為0(植物死亡)。 考向三　曲線中關(guān)鍵點含義及移動原理分析 3．將小麥植株置于密閉玻璃罩內(nèi)，下圖是在不同溫度條件下測定小麥對氧氣的吸收或釋放量隨光照強度的變化，實驗結(jié)果如圖所示。請回答下列問題： (1)b點的生物學(xué)含義是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 此時小麥根尖細胞中產(chǎn)生ATP的場所為______________________。適當提高CO2濃度后再測定，圖中的b點將向________移動。 (2)由圖可知，影響c點變動的主要因素是____________________。 (3)若適當提高CO2濃度，d點將向________移動。此時葉綠體產(chǎn)生的O2的去向是____________(填“線粒體”“細胞外”或“兩者都有”)。 答案　(1)光合作用產(chǎn)生氧氣的速率等于有氧呼吸消耗氧氣的速率　細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　左　(2)光照強度和溫度　(3)右下　兩者都有 解析　(1)分析題圖發(fā)現(xiàn)，縱坐標表示氧氣吸收速率即凈光合速率，橫坐標表示光照強度；b點氧氣吸收速率為0，即凈光合速率為0，其含義為：光合作用產(chǎn)生氧氣的速率等于有氧呼吸消耗氧氣的速率 ；此時小麥根尖(根尖中無葉綠體)，只能進行呼吸作用產(chǎn)生ATP，呼吸作用產(chǎn)生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。圖中適當提高CO2濃度后，光合速率增加，光補償點減小，b點將向左移動。 (2)由題圖可知，變量只有兩個：光照強度、溫度。分析25 ℃曲線可知，隨著光照強度增強，氧氣釋放速率增強，光照強度是限制因素影響c點變動；分析15 ℃曲線可知，c點時雖然二者溫度不同，但凈光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，說明二者總光合速率不同，進而說明溫度也影響光合速率，進而影響c點的變動。 (3)提高二氧化碳濃度后，植物的最大光合速率增加，d點會向下移，最大光合速率增加，需要的光照強度會增加，所以d點會向右移；因此d點向右下移。 思維延伸 (1)原題中若b點時玻璃罩內(nèi)該氣體量保持不變的情況下，其葉肉細胞中該氣體的產(chǎn)生量__________(填“大于”“等于”或“小于”)消耗量。已知該植物的光合作用和細胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，若將溫度從25 ℃提高到30 ℃時，a點將________移。 答案　大于　上 (2)將生長發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟作物分為兩組，Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強度，Ⅱ組不做處理，分別測定凈光合速率的日變化情況，結(jié)果如圖，則________點時體內(nèi)有機物總量最少；若增加Ⅰ組的透光量(其他條件不變)，c點應(yīng)向________移。 答案　c　左 (3)如圖表示棉田內(nèi)，棉葉在一天內(nèi)吸收二氧化碳速率的情況，如果C、F時間所合成的葡萄糖速率相等，均為36 mgdm－2h－1，則A、C、F三點的呼吸強度的比較結(jié)果是______________，如果土壤中長期缺乏Mg2＋，則圖中G點向________移動。 答案　F>C>A　左 (4)如圖1是在圖2的m點對應(yīng)的條件下測得的曲線，圖2是在圖1的c點對應(yīng)的條件下測得的陽生植物的光合作用曲線，若在圖2的n點條件下，測繪陽生植物光照強度與光合CO2同化速率關(guān)系曲線，則該曲線與圖1的陽生植物曲線比較 b點向________(”左”或“右”)移，a點上下移動的主要影響因素是________。 答案　左　溫度 考向四　圍繞氣孔變化主題綜合考查相關(guān)生理過程原理 4．蠶豆葉片表面的氣孔由一對保衛(wèi)細胞圍繞而成。如圖所示為一天中蠶豆完整葉片的氣孔孔徑的變化以及保衛(wèi)細胞中鉀離子含量和蔗糖濃度的變化情況。據(jù)圖分析下列敘述正確的是(　　) A．蠶豆葉片不能主動調(diào)節(jié)氣孔孔徑的大小 B．一天中各時段調(diào)節(jié)氣孔開閉的主要物質(zhì)不同 C．一天中引起氣孔開閉的外界環(huán)境因素是CO2濃度 D．葉片缺水可能引起保衛(wèi)細胞對鉀離子的主動吸收 答案　B 解析　蠶豆葉片通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的相關(guān)物質(zhì)濃度發(fā)生滲透吸水或失水來主動調(diào)節(jié)氣孔孔徑的大小，A錯誤。根據(jù)曲線分析，蔗糖濃度與K＋濃度大時，氣孔開放程度大；蔗糖濃度與K＋濃度小時，氣孔開放程度也小，說明氣孔的開閉是保衛(wèi)細胞中細胞液滲透壓改變引起，所以一天中各時段調(diào)節(jié)氣孔開閉的主要物質(zhì)不同，B正確。一天中引起氣孔開閉的外界環(huán)境因素主要是溫度，C錯誤。葉片缺水不可能引起保衛(wèi)細胞對鉀離子的主動吸收，否則保衛(wèi)細胞吸水能力增強，氣孔張開，水分散失增加，D錯誤。 思維延伸 (1)據(jù)上題圖分析，如果保衛(wèi)細胞缺少K＋，氣孔是否一定不能張開？請說明理由。 提示　不一定。由圖可知，鉀離子濃度下降，蔗糖濃度上升，氣孔孔徑增大。 (2)如圖為某植物葉片中氣孔結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的保衛(wèi)細胞中合成ATP的結(jié)構(gòu)有__________________________________________。圖中箭頭為細胞中水分流動的總方向，此時氣孔關(guān)閉，推測此時保衛(wèi)細胞可能處于________(填失水或吸水)狀態(tài)；短時間內(nèi)，保衛(wèi)細胞中三碳化合物的含量變化是________(填增多或減少)。 答案　細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體和線粒體　失水　減少 (3)如圖表示研究不同濃度的CO2對菠菜幼苗各項生理指標影響的實驗結(jié)果，則由圖可知，與A組相比，C組條件下葉綠體中[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________減少而導(dǎo)致光合速率下降，而較高CO2濃度有利于水稻幼苗度過干旱時期，據(jù)圖分析原因：___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　低　CO2　較高CO2濃度使氣孔開度下降，減少水分的散失 (4)如圖是某科研小組對大田中的水稻進行光合速率日變化研究的部分結(jié)果，已知圖中9：00與15：00光照強度相同，但15：00的光合速率要低很多，據(jù)圖分析，其原因之一可能是________________未能恢復(fù)到上午的狀態(tài)。17：00后光合速率急劇下降，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　氣孔(相對)開度　17：00后光照減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，三碳化合物的還原過程降低，進而導(dǎo)致光合速率急劇下降 考向五　細胞呼吸的影響因素相關(guān)原理和變化辨析 5．高等植物生命過程中影響呼吸作用的因素有多種，據(jù)圖回答下列相關(guān)問題： (1)在測定呼吸作用相對速率時，通常需要避光條件，其原因是______________________，溫度主要影響____________________，進而影響呼吸作用的速率。 (2)能夠較長時間維持較快呼吸速率的溫度稱為適宜溫度，如圖是豌豆幼苗的呼吸速率隨時間變化的曲線圖，由圖可知，豌豆幼苗呼吸作用的適宜溫度是________；溫度為40 ℃時，豌豆幼苗呼吸速率隨時間變化的特點是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)呼吸作用反應(yīng)物也會影響呼吸作用，其影響大小通常用單位時間內(nèi)釋放CO2與吸收O2的比率來表示。若反應(yīng)物為丙酮酸時釋放CO2與吸收O2的比值為X，反應(yīng)物為葡萄糖時的比值為Y，根據(jù)有氧呼吸有關(guān)過程，比較X與Y的大小關(guān)系是：X________(填“大于”“等于”或“小于”)Y。 答案　(1)避免光合作用的影響　(呼吸作用相關(guān)的)酶的活性　(2)30 ℃ 　短時間增大，較長時間減小　(3)大于 解析　(1)在光下，植物會進行光合作用，吸收二氧化碳，釋放氧氣，影響呼吸速率的測定。 (2)題干中“較長時間維持較快呼吸速率”，結(jié)合曲線不難看出30 ℃符合要求，40 ℃僅在短時間內(nèi)呼吸速率較快，不符合要求。 (3)葡萄糖經(jīng)過有氧呼吸第一階段，1 mol葡萄糖產(chǎn)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，產(chǎn)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：呼吸底物為葡萄糖時，有氧呼吸方程式為：C6H12O6＋6H2O＋6O2―→6CO2＋12H2O＋能量；推算出Y＝1; 呼吸底物為丙酮酸時，有氧呼吸方程式為：2C3H4O3＋6H2O＋5O2―→6CO2＋10H2O＋能量；推算出X＝1.2；所以X大于Y。 6．如圖表示水稻種子在成熟過程中干物質(zhì)量和呼吸速率的變化，請回答相關(guān)問題： (1)水稻種子中的主要儲能物質(zhì)是________，其中的C元素主要來源于外界的____________，該化合物參與光合作用的____________過程。 (2)水稻種子呼吸速率最大的時間點是開花后第20天，此時水稻植株的呼吸速率________(填“大于”“等于”“小于”)光合速率，依據(jù)是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)開花后第10至30天左右，種子的呼吸速率較高，原因是____________________ ________________________________________________________________________。 (4)隨干物質(zhì)的積累，種子逐漸成熟，自由水與結(jié)合水的比值__________，有利于__________________________。 答案　(1)淀粉　二氧化碳　暗反應(yīng) (2)小于　此時水稻種子的干物質(zhì)積累，說明水稻凈光合速率大于零，凈光合速率等于總光合速率減去呼吸速率，說明總光合速率大于呼吸速率 (3)大分子有機物的合成，需要細胞呼吸提供能量 (4)降低　減少有機物質(zhì)的消耗(降低呼吸速率) 解析　(1)水稻種子中的主要儲能物質(zhì)是淀粉，糖類是通過光合作用產(chǎn)生的，其中的C元素主要來源于外界的二氧化碳，二氧化碳參與光合作用的暗反應(yīng)階段的二氧化碳固定過程。 (2)由曲線圖可看出，水稻種子呼吸速率最大的時間點是開花后第20天，此時水稻種子的干物質(zhì)積累，說明水稻凈光合速率大于零，凈光合速率等于總光合速率減去呼吸速率，說明總光合速率大于呼吸速率。 (3)開花后第10至30天左右，大分子有機物的合成，需要細胞呼吸提供能量，因此種子的呼吸速率較高。 (4)隨干物質(zhì)的積累，種子逐漸成熟，自由水與結(jié)合水的比值降低，有利于減少有機物質(zhì)的消耗(降低呼吸速率)。