蘇教版生物必修一講義第4章素能提升課光合作用和細(xì)胞呼吸（二）Word版含答案

[核心精要]1．光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用吸收CO2的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用釋放CO2，所以測(cè)定的CO2的吸收量并不是實(shí)際光合速率，而是凈光合速率。如圖，圖1表示CO2的吸收與光照強(qiáng)度變化的關(guān)系，圖2表示線(xiàn)粒體與葉綠體的關(guān)系。圖1圖2結(jié)合圖2與圖1分析如下：①圖1中a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，表示只進(jìn)行呼吸作用，與圖2中B圖對(duì)應(yīng)。②圖1中ab段由于光照強(qiáng)度較弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用釋放的CO2一部分被葉綠體固定，另一部分釋放出去，與圖2中A圖對(duì)應(yīng)。③圖1中b點(diǎn)光照強(qiáng)度為光的補(bǔ)償點(diǎn)，凈光合速率為0，即光合作用速率等于呼吸作用速率，所以呼吸作用釋放的CO2全部被葉綠體固定，用于光合作用，與圖2中C圖對(duì)應(yīng)。④圖1中bc段由于光照強(qiáng)度較強(qiáng)，凈光合速率大于0，即光合作用速率大于呼吸作用速率，所以葉綠體固定的CO2除來(lái)自呼吸作用釋放外，還需要從外界吸收，與圖2中D圖對(duì)應(yīng)。(2)表示方法真光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率CO2的固定速率有機(jī)物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈光合速率O2釋放速率CO2吸收速率有機(jī)物積累速率呼吸速率(黑暗中測(cè)得)O2吸收速率CO2釋放速率有機(jī)物消耗速率2.植物光合速率與細(xì)胞呼吸速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定常用方法氣體體積變化法——測(cè)光合作用O2產(chǎn)生(或CO2消耗)的體積(1)裝置中溶液的作用：在測(cè)細(xì)胞呼吸速率時(shí)，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測(cè)凈光合速率時(shí)，NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定。(2)測(cè)定原理①在黑暗條件下，甲裝置中的植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表細(xì)胞呼吸速率。②在光照條件下，乙裝置中的植物進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，所以單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。③真光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率。(3)測(cè)定方法①將植物(甲裝置)置于黑暗處一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算細(xì)胞呼吸速率。②將同一植物(乙裝置)置于光下一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算凈光合速率。③根據(jù)細(xì)胞呼吸速率和凈光合速率可計(jì)算得到真正光合速率。1．如圖表示綠色植物細(xì)胞光下CO2的吸收量和黑暗中CO2的釋放量，下列分析正確的是()A．光照下CO2的吸收量表示植物的光合速率B．光照相同時(shí)間，在20℃C．黑暗中CO2的釋放量表示黑暗中植物呼吸作用放出的CO2和光合作用的暗反應(yīng)吸收的CO2的差值D．光照條件下，35℃時(shí)光合作用速率與30D[本題解題突破點(diǎn)在于據(jù)圖判斷光合作用速率和凈光合作用速率。光照下CO2的吸收量代表凈光合速率，A錯(cuò)誤；光照相同時(shí)間，在25℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多，B錯(cuò)誤；黑暗下CO2的釋放量代表呼吸速率，C錯(cuò)誤；光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合速率是3.5＋3＝6.5(mg/h)，30℃時(shí)光合速率是3＋3.5＝6.5(mg/h)2．對(duì)某植物在不同環(huán)境條件下氧氣的吸收量和釋放量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表所示：下列對(duì)結(jié)果的分析不合理的是()A．在5klx光照條件下5h，10℃時(shí)光合作用產(chǎn)生的O2總量比20℃時(shí)多2B．在20℃時(shí)，分別用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，C．在10℃、10klx光照4.8h后，轉(zhuǎn)入20℃黑暗環(huán)境19.2hD．該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度、溫度和照光時(shí)間，二氧化碳濃度等屬于無(wú)關(guān)變量D[黑暗中氧氣的吸收量代表呼吸速率，光照下測(cè)定的氧氣的釋放量是凈光合速率，在5klx光照條件下5h，10℃時(shí)光合作用產(chǎn)生的O2總量是3.5×5＝17.5(mg)，20℃時(shí)光合作用產(chǎn)生的O2總量是3×5＝15(mg)，A正確；在20℃時(shí)，用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，氧氣增加量分別是5×10－1×14＝36(mg)和2×10－1×14＝6(mg)，前者比后者多30mg，B正確；在10℃、10klx光照4.8h，積累氧氣量為4×4.8＝19.2(mg)，轉(zhuǎn)入20℃黑暗環(huán)境19.2h，消耗氧氣1×19.2＝19.2(mg)，氧氣變化量為0，C正確；該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度與溫度3．如圖表示溫度對(duì)某綠色植物細(xì)胞光合作用和呼吸作用的影響，下列關(guān)于此圖的分析錯(cuò)誤的是()A．F點(diǎn)表示光合作用速率與呼吸作用速率相等B．植物有機(jī)物積累量最大時(shí)對(duì)應(yīng)的最低溫度是10C．圖中光合作用單位時(shí)間內(nèi)固定的CO2最大量為30D．H、J點(diǎn)表示光合作用制造的有機(jī)物量是呼吸作用消耗有機(jī)物量的2倍C[圖中F點(diǎn)表示單位時(shí)間內(nèi)從空氣中吸收的CO2量為0，此時(shí)光合作用速率與呼吸作用速率相等，A正確；單位時(shí)間內(nèi)從空氣中吸收CO2的量是凈光合速率，有機(jī)物積累最大時(shí)，最低溫度是10℃，B正確；圖中光合作用單位時(shí)間內(nèi)固定的CO2最大量為單位時(shí)間內(nèi)從空氣中吸收的CO2量與呼吸作用消耗的O2量之和的最大值，即60，C錯(cuò)誤；圖中H、J點(diǎn)表示光合作用制造的有機(jī)物量是呼吸作用消耗有機(jī)物量的2倍，D正確。]4．植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強(qiáng)度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測(cè)定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速率。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．在a點(diǎn)所示條件下，該植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是線(xiàn)粒體B．該植物葉片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2葉·小時(shí))C．在一晝夜中，將該植物葉片置于c點(diǎn)所示光照強(qiáng)度條件下11小時(shí)，其余時(shí)間置于黑暗中，則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mgD．已知該植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。若將溫度提高到30℃的條件下(原光照強(qiáng)度和CO2濃度不變)，則圖中b點(diǎn)將右移A[由題圖可知，在a點(diǎn)該植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用，所以在a點(diǎn)所示條件下，該植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體。將該植物葉片置于c點(diǎn)所示光照強(qiáng)度條件下11小時(shí)，每100cm2葉片CO2的凈吸收量為10×11＝110(mg)；其余時(shí)間置于黑暗中，每100cm2葉片CO2的釋放量為5×13＝65(mg)，故每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為110－65＝45(mg)。若將溫度升高到30℃，則細(xì)胞呼吸強(qiáng)度會(huì)增大，光合作用強(qiáng)度會(huì)減小，故b點(diǎn)將右移，c5．用等體積的三個(gè)玻璃瓶甲、乙、丙，同時(shí)從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿(mǎn)水樣，立即測(cè)定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測(cè)定兩瓶中的氧氣含量，結(jié)果如下透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mgA.丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所是線(xiàn)粒體內(nèi)膜B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1mgC．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D．在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約為1.1mgB[本實(shí)驗(yàn)中甲瓶的氧氣含量－丙瓶的氧氣含量即4.9－3.8＝1.1(mg)，可表示一晝夜丙瓶中生物細(xì)胞呼吸量，乙瓶的氧氣含量－甲瓶的氧氣含量即5.6－4.9＝0.7(mg)，可表示一晝夜乙瓶中生物凈產(chǎn)生的氧氣量，因此乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量＝1.1＋0.7＝1.8(mg)，B正確，D錯(cuò)誤；丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；一晝夜后，由于乙瓶水樣中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水樣的pH比丙瓶的高，C錯(cuò)誤。]6．如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是()A．橫坐標(biāo)是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度B．橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度C．橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度D．橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度D[若橫坐標(biāo)是CO2濃度，縱坐標(biāo)表示凈光合速率，則根據(jù)題中信息無(wú)法判斷出較高溫度下和較低溫度下呼吸速率的大小，同理，也無(wú)法判斷出較低和較高溫度下光合速率的大小，所以無(wú)法判斷甲和乙的關(guān)系，A錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是溫度，則隨著溫度的升高，光合速率與呼吸速率都會(huì)表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，B錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，則凈光合曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)為先升高后降低，與圖中甲乙曲線(xiàn)變化不符，C錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，較高濃度的二氧化碳有利于光合作用的進(jìn)行，因此甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D正確。]7．甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。(2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是______________。(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2[解析](1)由題圖可知，乙的光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)都比甲低，因此甲、乙兩種植物在光照強(qiáng)度較低時(shí)乙更具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲種植物光合作用強(qiáng)度高于乙種植物，因此甲種植物對(duì)光能的利用率較高。(2)根據(jù)曲線(xiàn)圖可知，甲種植物的光飽和點(diǎn)較高，對(duì)光照的需求大。當(dāng)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，所以更適合在光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過(guò)高，氣孔部分關(guān)閉，因此進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2不足，葉片的光合速率明顯下降。[答案](1)甲(2)甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過(guò)大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO28．回答下列問(wèn)題：(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的________上，該物質(zhì)主要捕獲可見(jiàn)光中的________。(2)植物的葉面積與產(chǎn)量關(guān)系密切。葉面積系數(shù)(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知：當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均________。當(dāng)葉面積系數(shù)超過(guò)b時(shí)，群體干物質(zhì)積累速率降低，其原因是__________________________。(3)通常，與陽(yáng)生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度________(填“高”或“低”)。[解析](1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)為葉綠體中的色素，分布于類(lèi)囊體膜，主要吸收藍(lán)紫光和紅光