高考生物考前一个月专题突破 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含答案解析.docx

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高考生物考前一个月专题突破考点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含答案解析

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

题组一　光合作用影响因素及相关曲线辨析

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CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为________。

CO2浓度在a～b之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。

（2）CO2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____________。

（3）当环境中CO2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CO2量________（填“大于”“等于”或“小于”）光合作用吸收的CO2量。

（4）据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2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。

答案　

（1）0　A、B、C　

（2）光强　（3）大于　（4）光强

解析　

（1）根据曲线图可知，当CO2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CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B和C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。

（2）由题图可知，影响净光合速率的主要因素为CO2浓度和光强。

当CO2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。

（3）当环境中的CO2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CO2量大于光合作用吸收的CO2量。

（4）据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2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。

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CO2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）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________________。

（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“CO2浓度”或“O2浓度”）。

（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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）光照强度　

（2）CO2浓度　（3）乙组光合作用强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

解析　

（1）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。

（2）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O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。

（3）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。

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____________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　呼吸速率增强，光合速率与呼吸速率的差值减小

（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光照强度低于8×102μmol·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10～14×102μmol·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　①光照强度　光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消（或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”）　②增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率　强光

（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）

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CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。

请据图回答问题：

（1）在12～24h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____________________________。

（2）从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是___________

________________________________________________________________________。

（3）胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。

答案　

（1）无氧　细胞质基质　酒精和二氧化碳

（2）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　（3）有氧

解析　

（1）据图可知，在12～24h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。

（2）第12h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。

（3）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。

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T1～T2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_______

________________________________________________________________________。

答案　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

（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O2含量变化如图所示，在t1～t2期间，A、B种子释放CO2的量的变化趋势是_______________________；在0～t1期间，广口瓶内的CO2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CO2

（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CO2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________的浓度变化来计算呼吸速率。

答案　低温降低了细胞呼吸相关酶活性　CO2　O2

依纲联想

1．关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”

（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、CO2的供应量；内因有色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等。

（2）CO2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。

②B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、C5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O2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CO2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

1．某科研小组研究了不同环境条件下CO2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CO2浓度对提高净光合速率的效果不显著，原因是________________________。

当CO2浓度为300μmol·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________________

________________________________________________________________________。

（2）适宜光照条件下，若将生活在20℃的银杏突然从CO2浓度为800μmol·mol－1移至CO2浓度为2000μmol·mol－1的环境，短时间内叶绿体中C3的含量将会________。

（3）图中净光合速率为0时，________（发生、不发生）光合作用。

随CO2浓度增加，则暗反应过程________，进而净光合速率________。

（4）图中当CO2浓度低于1000μmol·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__________。

答案　

（1）温度低，酶活性低　这种条件下，光合作用受CO2浓度的限制，而银杏的呼吸作用又比20℃和15℃时强　

（2）增加　（3）发生　增强　增加　（4）CO2浓度

解析　

（1）在15℃条件下，由于温度低，酶活性低，因此该条件下增加CO2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CO2浓度低于300μmol·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CO2浓度的限制，而银杏的呼吸作用比20℃和15℃时强。

（2）突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3增加，而C3的还原过程不变，故C3的含量将增加。

（3）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CO2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。

（4）图中当CO2浓度低于1000μmol·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CO2浓度。

思维延伸

（1）假如上题图中C和A曲线分别表示相同光照和温度下CO2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________________________________________。

答案　乙　甲能利用低浓度CO2进行光合作用，乙不能

（2）若将上题图中纵坐标改为光合速率，则当CO2浓度高于800μmol·mol－1时，单位时间内C3的合成量，A曲线________（填“＜”“＞”或“＝”）B曲线。

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。

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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　①线粒体内膜　[H]　②此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率

（4）科研人员测定透明密闭玻璃罩内某植物在单位时间内CO2的吸收量或O2消耗量（相对值）随温度的变化，结果如图所示，则：

①A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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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________。

答案　①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　②高　20℃

（5）将某种植物置于CO2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CO2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。

答案　图2　图3

考向二　辨析光合速率随时间变化的原理

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

答案　B

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CO2，使大棚内密闭环境中CO2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CO2。

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CO2浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。

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CO2，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。

答案　不会

（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C5相对含量的变化是________，细胞中能产生[H]的场所有________________________________。

答案　增加　细胞质基质、线粒体、叶绿体

（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”）。

答案　日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2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

（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______________________________

________________________________________________________________________。

答案　增加密闭环境中CO2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CO2和无机盐使农作物的光合作用强度得到提高

（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。

答案　叶绿体、线粒体和细胞质基质　大于

（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C3含量变化趋势分别是____________。

答案　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

（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____________。

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CO2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_____________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③遮光处理下C3最大消耗速率较小，直接原因是______________________________

________________________________________________________________________。

答案　①光照强度　②高　大于　Ⅱ组植株线粒体中产生的CO2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　③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、CO2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24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。

据图判断相关叙述并思考相关问题：

①图1中，当温度达到55℃时，植物光合作用相关的酶失