影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用
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1．影响光合作用的环境因素有光照、CO2浓度、温度、矿质元素和水等。
2．光、CO2浓度、温度分别通过影响光反应、暗反应、相关酶的活性影响光合作用整个过程。
3．影响呼吸作用的外界因素主要有温度、O2浓度、水分等。
4．O2抑制细胞无氧呼吸，促进细胞有氧呼吸。
1．夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线bc段和de段下降的原因相同
D．两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
[知识依托] ①夏季一天24小时光的有无及光照强度变化对光合作用有影响。②光合“午休”出现的原因是气孔关闭，导致CO2供应不足。③光合作用大于呼吸作用时，才有有机物的积累。
[解析] 选D 图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点；图中6～18时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大；曲线bc段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，导致细胞内能利用的CO2减少，de段下降的原因是光照强度减弱。
2．下列有关豌豆的叙述，正确的是( )
A．萌发初期，种子的有机物总重量增加
B．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害
C．进入夜间，叶肉细胞内ATP合成停止
D．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多
[知识依托] ①种子萌发初期的营养供应来自于种子本身胚或胚乳贮藏的有机物分解。②排涝避免根系进行无氧呼吸产生酒精，造成毒害。③细胞呼吸和光合作用过程中均能合成ATP。
[解析] 选B 选项A，萌发初期，种子的有机物总重量减少；选项B，植物根系长期被水淹，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，因此及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害；选项C，进入夜间，叶肉细胞不能进行光合作用，但仍能通过呼吸作用产生ATP；选项D，叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，叶片黄化，叶绿素a、b含量减少，叶绿体对红光的吸收减少。
3．荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表：
|
叶片 |
发育时期 |
叶面积(最大面积的%) |
总叶绿素含量(mg/g·fw) |
气孔相对开放度(%) |
净光合速率(μmolCO2/m2·s) |
|
A |
新叶展开前 |
19 |
－ |
－ |
－2.8 |
|
B |
新叶展开中 |
87 |
1.1 |
55 |
1.6 |
|
C |
新叶展开完成 |
100 |
2.9 |
81 |
2.7 |
|
D |
新叶已成熟 |
100 |
11.1 |
100 |
5.8 |
注：“－”表示未测数据。
(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②__________________，导致____________。
(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累________；D的叶肉细胞中，ATP含量将________。
(3)与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是________。
[知识依托] ①影响光合作用速率的外界因素主要有光照、温度和CO2浓度等。②净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率。③合成生长素的部位是幼嫩的分生区细胞，衰老细胞合成生长素的能力较弱。④从细胞角度分析，植物器官生长是由于细胞分裂、细胞分化的结果。
[解析] (1)B组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度较低，导致CO2吸收不足，从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的容器内氧气耗尽，叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；D的容器内CO2浓度下降，暗反应减弱，消耗的ATP减少，叶肉细胞中ATP含量增加。(3)生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与A相比，D合成生长素的能力弱；D的叶绿素含量高于C，与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上，故D的基粒数量多于C。
[答案] (1)气孔相对开放度较低 CO2吸收不足
(2)酒精 增加
(3)较低 类囊体(基粒)
4．下图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，其他条件不变且适宜的情况下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。下列有关说法错误的是( )
A．光照强度由a到d时，叶肉细胞净光合速率增加
B．光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
C．若光照强度长期为c，该绿色植物不能正常生长
D．光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
解析：选B 在其他条件不变且适宜的情况下，光照强度由a到d时，O2产生总量不断增加，说明净光合速率增加；光照强度为b时，有CO2释放，光合速率小于呼吸速率；光照强度为a时，叶肉细胞不产生O2，只进行呼吸作用，在单位时间内释放的CO2为6个单位，光照强度为c时，单位时间内O2产生总量为6个单位，此时净光合速率为0，若长期处于该条件下，植物不能正常生长；光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收的CO2量为2(即8－6)个单位。
5．下图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法错误的是(注：不考虑无氧呼吸)( )
A．甲图中的纵坐标数值即为乙图中的m3
B．在甲图中的a点时，乙图中不存在的过程是m3、m4、n3、n4
C．在甲图中c点时，乙图中不存在的过程是m2、m3、n2、n3
D．甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
解析：选D 甲图中的纵坐标数值表示二氧化碳的吸收量，即为乙图中的m3；在甲图中的a点时，植物细胞只进行细胞呼吸，不进行光合作用，因而乙图中不存在的过程是m3、m4、n3、n4；在甲图中c点时，植物细胞呼吸作用强度等于光合作用强度，因而乙图中不存在的过程是m2、m3、n2、n3；甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，其主要原因是m3值(从外界吸收的二氧化碳)太低。
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