2021学年第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素当堂检测题

影响光合作用和细胞呼吸的环境因素

(建议用时：40分钟)

题组一　影响光合作用的环境因素

1．下图是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长速率随CO2浓度变化的情况，下列有关叙述错误的是(　　)

A．D点时，光合作用强度达到最大

B．C点时，适当升高温度后光合作用强度会增强

C．B点时，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体

D．AB段，限制光合作用强度的主要外界因素是CO2浓度

B　[D点时光合作用强度增长速率为0，光合作用强度达到最大，A正确；由于该曲线是在最适温度下测量的，在C点时，若适当升高温度会使光合作用强度减弱，B错误；B点时，叶肉细胞同时进行光合作用和细胞呼吸，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确；AB段，限制光合作用强度的主要外界因素是CO2浓度，D正确。]

2．某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)

A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势

B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降

C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的

D．实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的

C　[从图乙看出，实验2～4天，叶片叶绿素含量并没有下降。]

3．为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。

(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：

①该实验的目的是________________________________________________________________________，实验检测指标是_____________________________。

②有哪些措施可以减少实验误差？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写出2项)。

③有同学认为叶片之所以浮起，是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮。根据实验结果判断该观点是否正确并说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有__________________________。(答出2个)

[解析]　(1)①由表格看出实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液的浓度不同，提供的CO2浓度不同，因此该实验研究的是不同浓度的CO2对光合作用的影响。实验检测指标是单位时间内上浮的叶圆片的数量。②减少实验误差就要平衡无关变量，重复实验求平均值。③叶片上浮的原因是光合作用大于细胞呼吸，叶片中氧气增多，叶圆片密度变小。说明叶圆片上浮的原因不是细胞呼吸消耗了有机物且产生了CO2，应从蒸馏水中叶圆片没有上浮来论述。

(2)利用上述实验材料，还可以探究光照强度或不同的光质对光合作用的影响。

[答案]　(1)①研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响　相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量

②用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值

③该同学的观点是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了细胞呼吸，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片内氧气增多

(2)光照强度、光的性质

题组二　影响细胞呼吸的环境因素

4．(多选)某实验兴趣小组探究了种子萌发初期种子质量的变化和所在密闭容器中温度的变化，结果见下表，下列叙述正确的是(　　)

A．乙组种子不进行细胞呼吸，在该实验中起对照作用

B．甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物

C．甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸释放了能量

D．本实验结果说明种子萌发初期细胞呼吸强于未萌发的种子

ABCD　[乙组是煮熟的种子，不能进行细胞呼吸，为对照组，A正确；甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物，B正确；甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸释放了能量，C正确；甲组容器温度上升，说明种子萌发初期细胞呼吸强于未萌发的种子，D正确。]

5．如图为不同培养阶段酵母菌数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，下列叙述错误的是(　　)

A．曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体

B．曲线BC段酵母菌的细胞呼吸中出现无氧呼吸

C．乙醇含量过高是酵母菌种群数量从C点开始下降的原因之一

D．酵母菌属于兼性厌氧生物，据图分析可知，酵母菌是在无氧条件下大量繁殖的

D　[曲线AB段没有乙醇生成，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此AB段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体，A正确；从B点之后开始有乙醇产生，说明曲线BC段酵母菌的细胞呼吸中出现了无氧呼吸，B正确；随着培养时间的递增，葡萄糖大量消耗，乙醇、CO2等代谢废物不断积累，抑制了酵母菌种群数量的增长，因此乙醇含量过高是酵母菌种群数量从C点开始下降的原因之一，C正确；酵母菌属于兼性厌氧生物，曲线AB段没有乙醇生成，酵母菌种群数量急剧增加，说明酵母菌是在有氧条件下大量繁殖的，D错误。]

6．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇的含量，结果如下表所示。请回答下列问题：

(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的场所是________，丙酮酸转变为乙醇的过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。

(2)该实验的自变量是__________________。由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为________________。

(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B______(填“强”或“弱”)。

[解析]　(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段，其场所是细胞质基质。在供氧不足时，细胞进行无氧呼吸，其中丙酮酸转变为乙醇的过程属于无氧呼吸的第二阶段，此阶段不释放能量，所以不能生成ATP。(2)由表中信息可知，该实验的自变量是黄瓜品种和通气情况。正常通气情况下，黄瓜根系细胞也产生少量的乙醇，说明此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行；在“低氧胁迫”下，黄瓜有氧呼吸受阻，无氧呼吸增强，产生的乙醇增多。(3)实验结果表明，在低氧条件下，品种A产生的丙酮酸比品种B产生的少，而品种A产生的乙醇比品种B产生的乙醇多，所以品种A耐低氧能力比品种B强。

[答案]　(1)细胞质基质　不能

(2)黄瓜品种和通气情况　有氧呼吸和无氧呼吸　(3)强

题组三　光合作用和细胞呼吸原理的应用

7．细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列分析错误的是(　　)

A．种子贮存时应先晒干，降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸强度

B．应用乳酸菌制作酸奶，应先通气，后密封，有利于乳酸菌发酵

C．水果保鲜可用低温法，降低酶的活性，降低细胞呼吸强度

D．栽种庄稼，要多疏松土壤，提高根细胞的呼吸强度，有利于吸收K＋等生长所需元素

B　[种子贮存时应先晒干，以降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸强度；应用乳酸菌制作酸奶，由于乳酸菌是厌氧菌，因此无氧、密封有利于乳酸菌发酵；水果保鲜可用低温法，以降低酶的活性，从而降低细胞呼吸强度；栽种庄稼时要多疏松土壤，以提高根细胞的呼吸强度，有利于吸收K＋等生长所需元素。]

8．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)

A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境

B．荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中，可延长保鲜时间

C．登山时人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量

D．高等生物保留无氧呼吸，有利于对不良环境的适应

D　[水稻根部主要进行有氧呼吸，而无氧呼吸会产生酒精，对根细胞产生毒害作用，所以不能长期适应缺氧环境，A选项错误；荔枝等水果蔬菜的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜，B选项错误；登山时人体主要是从有氧呼吸分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量，C选项错误；高等生物保留无氧呼吸的能力，有利于适应低氧等不良环境，D选项正确。]

9．为研究影响线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图(注：图中呼吸底物是指在细胞呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析错误的是(　　)

A．过程①有水的生成

B．加入的呼吸底物是葡萄糖

C．过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足

D．过程②比⑤耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足

B　[线粒体是有氧呼吸第二和第三阶段的场所，其中第三阶段有水的生成，因此过程①有水的生成，A项正确；线粒体不能直接利用葡萄糖，只能将丙酮酸进一步氧化分解，因此加入的呼吸底物应该是丙酮酸，B项错误；过程④氧气浓度降低的速率较慢，但加入ADP后，过程⑤氧气浓度的下降速率加快，说明过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP数量少，C项正确；分析题图可知，过程②加入ADP后，氧气浓度下降较慢，加入底物后氧气浓度下降速度加快，由于氧气的作用是与[H]结合形成水，因此限制过程②氧气浓度降低的因素可能是[H]；加入ADP后，过程⑤氧气浓度降低的速度加快，说明该过程限制氧气与[H]结合的因素是ADP的量，因此②比⑤耗氧速率低的主要原因是呼吸底物([H])不足，D项正确。]

10．如图为某农作物光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象

B．曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关

C．适时进行灌溉可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度

D．导致曲线Ⅲ所示日变化的主要因素是土壤含水量

D　[分析题图，自变量是土壤含水量、光照强度，因变量是光合速率。由题干信息“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据”及分析曲线图可知，在水分充足时(如降雨后第2天)该农作物光合作用没有出现“午休”现象，A项正确；由曲线图可知，曲线Ⅱ双峰的形成与光照强度的变化有关，波谷的形成是由光照过强导致气孔关闭，进而固定的CO2减少引起的，即曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关，B项正确；经上述分析可知，在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象，故适时进行灌溉可以缓解农作物光合作用的“午休”程度，C项正确；导致曲线Ⅲ所示日变化的主要因素是光照强度，导致曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光合速率不同的主要因素是土壤含水量，D项错误。]

11．马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　)

A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖

B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来

C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP

D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生

B　[在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化作用下，丙酮酸转化为乳酸，B选项正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A选项错误；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C选项错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D选项错误。]

12．科研人员利用温室栽培作物进行了探究实验，结果如图所示，请回答下列问题：

(1)本实验的自变量是__________________。由实验结果可知，该作物光合作用相关酶活性的最适温度在__________ ℃之间。

(2)当CO2浓度低于0.06%时，暗反应中__________的生成速率限制了光合作用速率。

(3)与20 ℃相比，温度为10 ℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果__________(填“显著”或“不显著”)，原因是_______________________________________。

(4)如图为某兴趣小组探究影响光合速率的因素与光合速率之间的关系时绘制的曲线图。

①该实验探究的因素中可直接影响NADPH生成的是__________。图中在光照强度O～P点限制光合速率的环境因素主要是_______________________。

②若在图乙中高浓度CO2的条件下，Q点的光照强度瞬间改为P点的光照强度，则短时间内叶绿体中C3含量增加的原因是_____________________________________________________________________________________________。

③绘制图示曲线的数据__________(填“能”或“不能”)直接测量，原因是__________________________________________________________________。

[解析]　(1)分析曲线图可知，本实验的自变量是温度和CO2浓度。由实验结果可知，四种温度相比，30 ℃比较适宜，因此该作物光合作用相关酶活性的最适温度在20～40 ℃之间。(2)当CO2浓度低于0.06%时，二氧化碳浓度是限制光合速率的主要因素，二氧化碳参与光合作用暗反应中二氧化碳的固定并产生三碳化合物，即暗反应中三碳化合物(或C3)的生成速率限制了光合作用速率。(3)与20 ℃相比，温度为10 ℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果不显著，原因是10 ℃时酶活性低。

[答案]　(1)温度和CO2浓度　20～40

(2)三碳化合物(C3)　(3)不显著　10 ℃时酶活性低

(4)①光照强度　光照强度　②光照强度减弱，导致光反应产生的NADPH和ATP减少，C3的还原速率减慢；同时CO2的固定仍正常进行　③不能　图示反映的是总光合速率，而有光时测得的是净光合速率(合理即可)

对环境条件对光合速率影响的分析不清

13．在下列四组实验条件下，测定了不同光照强度对光合速率的影响，结果如曲线图所示。①0.1%CO2，30 ℃；②0.1%CO2，20 ℃；③0.03%CO2，30 ℃；④0.03%CO2，20 ℃。下列叙述中错误的是(　　)

A．比较曲线①和②可知，30 ℃时的光合作用酶的活性高于20 ℃时的

B．比较曲线①和③可知，适度提高CO2浓度能提高光合速率

C．比较曲线①和④可知，温度和CO2浓度是光合速率的主要影响因素

D．P点四条曲线重合，说明此时光照强度是光合速率的主要影响因素

C　[曲线①和②CO2浓度相同，但曲线①温度高，光合速率大，说明30 ℃时光合作用酶的活性高于20 ℃，A正确。曲线①和③温度相同，但①CO2浓度高，光合速率也高，说明适度提高CO2浓度能提高光合速率，B正确。曲线①和④有温度和CO2浓度两个自变量，两者无法进行比较，C错误。P点光照强度低，四条曲线重合，说明此时光照强度是光合速率的主要影响因素，D正确。]