人教版高中生物必修1重点专题卷5环境因素对光合速率影响的图表、曲线及实验分析课件

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重点专题卷专题5 环境因素对光合速率影响的图表、曲线及实验分析期中期末· 全优手册A卷· 必备知识全优B卷· 关键能力全优一、单项选择题1.(2022江苏天一中学期末)某种植物光合作用吸收CO2的速率与光照强度的关系如图所示。从图中可知,正确的是(　A    )A.光照强度相对量为30时,植物可进行光合作用B.当光照强度相对量达到200后,光合速率增加最快C.随着光照增强,光合速率不断增加D.在M点,植物的光合作用速率最低审题指导 在一定范围内,随着光照增强,光合速率不断增加,达到一定值后,再增加光照强度光合速率不再增加。M点对应的光照强度为光补偿点。当光照强度相对量为0时,植物只进行呼吸作用。解题思路　当光照强度相对量小于200时,曲线斜率变化较大,光合速率增加较快,B错误;M点之前的光合速率比M点的低,D错误。A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似2.(2020浙江7月选考)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是(　A    )审题指导 解答该题的关键是清楚“该叶片分离得到的叶绿体的光合速率”所表示的含义为总光合速率。解题思路    该植物叶片同时进行光合作用和呼吸作用,测得的该植物叶片的光合速率表示净光合速率,该叶片分离得到的叶绿体的光合速率表示总光合速率,净光合速率=总光合速率-呼吸速率,A正确;若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,说明部分叶绿体被破坏,无法进行光合作用,与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏小,B错误;若该植物长时间处于遮阴环境,则其光合速率小,叶片内蔗糖不可能出现高浓度积累的现象,二者的关系不同于图中B-C段对应的关系,C错误;花朵为光合产物的贮存场所,若该植物处于开花期,人为摘除花朵后,蔗糖的贮存器官减少,叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进行,二者的关系与图中B-C段对应的关系相似,D错误。3.(2018浙江11月选考)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH 7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解,产生氧气等,溶液中的DCIP被还原,颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应,实验结果如图所示。下列叙述正确的是 (　B    )A.相同浓度除草剂处理下,单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著B.与品种乙相比,除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强C.除草剂浓度为K时,品种乙的叶绿体能产生三碳糖D.不用除草剂处理时,品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲 解题思路　相同浓度除草剂处理下,单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的NADPH较多,说明其受除草剂抑制效果较差,A错误;相同浓度除草剂处理下,品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲,说明除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强,B正确;除草剂浓度为K时,品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP,但缺乏二氧化碳,无法合成三碳糖,C错误;由题图可知,不用除草剂处理时,品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲,D错误。4.(2022济南十一校联考)图1装置是科学家最新研制的一种海藻灯,其上部装有蓝细菌培养液,下部装有蓄电池和LED灯。白天,使用者向灯内吹气,仅需很少的阳光便可产生发光的电能。这种海藻灯可在自然灾难、野营以及电力供给中断时使用。图2为海藻灯中的蓝细菌利用光能的过程示意图。 图1 图2下列叙述错误的是 (　A    ) A.白天,使用者向海藻灯中吹气,可为图2中②过程提供CO2B.定期从加料口加入水和无机盐可延长海藻灯的使用寿命C.图2中叶绿素分子分布的结构相当于植物细胞的类囊体膜D.由图2可知,光能被吸收后的去向有电能、热能、荧光、活跃化学能审题指导 分析题图可知,海藻灯实际上利用的是蓝细菌能够吸收光能进行光合作用的特点。图2中①为吸收的光能转变为电能、热能、荧光,②为吸收的光能转变为ATP和NADPH中的活跃化学能(光合作用的光反应阶段),③为ATP和NADPH中的化学能转变为有机物中稳定的化学能。解题思路　使用者向海藻灯中吹气,吹出的气体中含有CO2,可以为暗反应提供原料,但②过程属于光反应阶段,不需要CO2,A错误;由于蓝细菌在生长过程中会不断地消耗水和无机盐,因此为了延长海藻灯的使用寿命,需要保证一定量的蓝细菌的存在,可以定期从加料口加入水和无机盐,B正确;叶绿素分子分布在植物叶绿体的类囊体膜上,蓝细菌无叶绿体,其叶绿素分子分布的结构相当于植物细胞的类囊体膜,C正确。 5.(2023福建厦门期末)如图表示不同CO2浓度下,某植物吸收CO2的速率随光照强度变化的曲线,下列说法正确的是 (　D    ) A.在a点,光合作用制造有机物的速率大于呼吸作用分解有机物的速率B.当光照强度为n时,相同时间内c点暗反应阶段产生的三碳化合物的量小于d点C.b点限制光合作用的主要因素是CO2浓度D.据图可知,光合作用强度受光照强度和CO2浓度的共同影响 解题思路    在a点,光合作用制造有机物的速率等于呼吸作用分解有机物的速率,A错误;与d点相比,c点的CO2浓度高,CO2吸收速率大,光照强度为n时,相同时间内c点暗反应阶段产生的三碳化合物的量大于d点,B错误;由图可知,b点限制光合作用的主要因素是光照强度,C错误。6.(2022广东佛山考试)将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内CO2的含量,结果如图。对此实验分析正确的是 (　C    )A.当甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率小于0B.增大培养温度,玻璃罩中CO2含量下降更快C.乙种植物比甲种植物有更强的固定CO2的能力D.30 min后,甲、乙种植物均停止光合作用解题思路　据图可知,当曲线不再下降时,植物的净光合速率为0,当甲种植物净光合速率为0时,乙种植物的曲线还在下降,说明其净光合速率大于0,A错误;由于实验条件为光照、温度等相同且适宜,若增大培养温度,植物的光合速率和呼吸速率都会发生变化,因此玻璃罩中的CO2含量可能下降变慢,B错误;由图可知,乙种植物可利用更低浓度的CO2,说明乙种植物比甲种植物有更强的固定CO2的能力,C正确;30 min后,甲、乙种植物的净光合速率均为0,即光合速率=呼吸速率,说明其光合作用并没有停止,D错误。7.(2021广东高考)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是 (　D    )A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大解题思路　通过图b呈现的实验结果可知,t2的叶绿体受光面积/细胞受光面积小于t1的,这意味着在相同光照强度下,t1利用的光能比t2多,当光照强度达到t1的光饱和点时,该光照强度还未达到t2的光饱和点,A正确;在较低的相同光照强度下,t1利用的光能比t2的多,因此t1光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度小于t2,即t1的光补偿点小于t2,B正确;题干中已说明三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,因此三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关,而与叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置有关,C正确;在一定范围内,随着光照强度的增加,拟南芥WT、t1和t2的光合速率也增加,当光照强度足够大时,三者都达到了最大光合速率,此时三者光合速率的差异并不会随着光照强度的增加而变大,D错误。 8.(2022广东广雅中学月考)某兴趣小组的同学设计实验,用水培法栽植的小麦研究叶片光合作用强度和空气中二氧化碳浓度的关系,结果如图所示。CE段是适当提高温度后测得的曲线,EF段是适当增加光照强度后测得的曲线。下列有关叙述错误的是 (　C    )A.B点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体B.AB段时,影响光合作用的主要因素是二氧化碳浓度C.CE段时的温度一定是小麦叶片光合作用的最适温度D.A点二氧化碳浓度提升至B点时,短时间内叶绿体中三碳化合物的含量较高解题思路　B点时,叶肉细胞同时进行细胞呼吸与光合作用,因此A正确;AB段时,随二氧化碳浓度的增大,光合作用强度不断增大,因此B正确;CE段时,温度如果进一步增大,光合作用强度可能继续增大,因此此时的温度不一定是小麦叶片光合作用的最适温度,C错误;与A点相比,B点二氧化碳浓度增大,二氧化碳的固定速率加快,而短时间内,三碳化合物的还原速率保持不变,三碳化合物的含量上升,D正确。9.(2023江苏徐州期末)如图表示叶片光合速率与叶肉细胞间隙中CO2浓度的关系,下列有关叙述错误的是 (　C    )注:Pm表示最大光合速率。A.BC段的斜率与叶绿体内固定CO2的酶活性呈正相关B.温室效应可能能提高植物光合速率C.当CO2浓度低于b时,植物不进行光合作用D.当CO2浓度高于s时,Pm值主要受光反应速率的限制解题思路　CO2浓度在0~s之间时,随着CO2浓度的升高,植物光合速率逐渐增大,所以温室效应可能能提高植物光合速率,B正确;当CO2浓度低于b时植物能进行光合作用,但其光合作用强度小于呼吸作用强度,C错误;当CO2浓度高于s时,细胞间隙CO2达到饱和状态,此时光合速率主要受光反应速率的限制,即NADPH和ATP的供应不能满足需要,D正确。二、不定项选择题10.龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类,既能给海洋生态系统提供光合产物,又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,实验过程中温度等其他条件适宜,下列相关说法错误的是 (　AB    )A.实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组B.增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C.高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D.选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素解题思路　由题意可知,大气CO2浓度约为0.03%,则CO2浓度为0.03%的组为对照组,CO2浓度为0.1%的组是实验组,A错误;由图1可知,高光或低光条件下,两种CO2浓度条件下,龙须菜的生长速率相差不大,即增加CO2浓度龙须菜生长速率基本不变,B错误;综合两图可知,龙须菜生长主要受到光照强度的影响,因此D正确。A.CO2浓度小于a且大于0时,不同光强下,该植物呼吸速率均小于光合速率B.CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率等于0C.CO2浓度在a~b时,不同光强下的净光合速率均随CO2浓度的增高而增高D.CO2浓度大于c时,随CO2浓度的增加,中、低光强的净光合速率不再增加,此时限制净光合速率的主要环境因素是光强11.(2022福建厦门期末)某植物净光合速率(净光合速率=总光合速率-呼吸速率)的变化趋势如图所示。下列分析正确的是 (　BCD    )注:光强即光照强度。解题思路　据图可知,CO2浓度小于a且大于0时,不同光强下,该植物的净光合速率均小于0,即植物的呼吸速率均大于光合速率,A错误;CO2浓度大于c时,随CO2浓度的增加,中、低光强的净光合速率不再增加,而高光强的净光合速率在一定范围内会增加,故此时限制中、低光强的净光合速率的主要环境因素是光强,D正确。A.从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长B.光照强度为1 klx时,装置甲中放置植物E的叶圆片进行测定时,液滴不移动C.光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等D.光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短12.(2023广西梧州期末)利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述不正确的是 (　ABC    )审题指导 分析题图可知,图甲装置中CO2缓冲液能够维持容器中的二氧化碳浓度,因此装置中气体的变化量为氧气的变化量;图乙表示在不同光照强度下,植物的净光合速率变化。净光合速率=真正光合速率-呼吸速率;真正光合速率=产生氧气的速率;呼吸速率=消耗氧气的速率或者产生CO2的速率。解题思路    由图乙可知,F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低,适合在较弱光照下生长,A错误;光照强度为1 klx时,E植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率,装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的氧气,使液滴左移,B错误;光照强度为3 klx时,E、F两种植物叶圆片的净光合强度相等,但E植物叶圆片的呼吸作用强度大于F植物叶圆片,故光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等,C错误;光照强度为6 klx时,E植物叶圆片净光合作用强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度,故此光照强度下,E植物叶圆片释放的氧气多,所以装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短,D正确。13.(2022山东泰安期末)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是 (　B    )      A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时桑树光饱和点增大,大豆光饱和点减小C.间作同时提高了桑树和大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作小于间作解题思路　由图示曲线可知,桑树的呼吸强度在间作时大于单作时,大豆的呼吸强度在间作时小于单作时,A错误;由图示可知,桑树间作时的光饱和点大于单作时,而大豆在间作时的光饱和点小于单作时,因此B正确;由图可知,光照强度较高时,大豆单作比间作光合速率高,C错误;当光照强度大于光补偿点时植株开始积累有机物,由图示可知,大豆在单作时的光补偿点大于间作时,说明大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,D错误。三、非选择题14.(10分)(2021河北高考)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12 g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见表。注:气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题:(1)植物细胞中自由水的生理作用包括　　　　　　　　　　　　　　    等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的　　　    ,提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与　　　    离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于驱动　　　　　　    两种物质的合成以及　    　    的分解;RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到　　　    分子上,反应形成的产物被还原为糖类。(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是　　　　　　　　　　　　　    。 答案    (除标注外,每空2分,共10分)(1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物(任写两点即可)　吸收(1分)    (2)镁(或Mg)(1分)　NADPH和ATP    水(1分)　C5(1分)    (3)玉米植株气孔导度增大,吸收的CO2增加解题思路    (1)植物细胞中自由水的生理作用:细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物等。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能,有以下两方面用途:一是将水分解为氧和H+,H+与NADP+结合,形成NADPH;二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。在RuBP羧化酶的催化作用下,CO2与C5结合,形成两个C3,C3接受NADPH和ATP释放的能量,并且被NADPH还原,最终转化为糖类和C5。(3)由表格数据可知,施氮同时补水的组的光合速率最大,对应的气孔导度最大,且RuBP羧化酶的活性最高,即叶肉细胞CO2供应量增加的原因是玉米植株气孔导度增大。 知识归纳    光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生H+与氧气,且伴随着NADPH和ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体基质):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下生成糖类等有机物。15.(13分)(2021浙江1月选考节选)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。  甲 乙回答下列问题:(1)由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较　　　    ,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在　　　    条件下温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种    　　    反应。光反应的产物有　　　　　　    和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率　　　    ,理由是　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成　　　    μmol 的3-磷酸甘油酸。答案    (除标注外,每空2分,共13分)(1)高(1分)　高光强    (2)吸能(1分)　ATP、NADPH    (3)小　绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率(3分)    (4)360解题思路    (1)由甲图可知,低光强组叶绿素a的含量较高光强组高,这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知,在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著。(2)从能量角度分析,光反应需要吸收光能,是一种吸能反应,光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气一部分用于了细胞呼吸,因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 μmol·g-1·h-1,细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,因此在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗CO2的量为180 μmol,由于1分子CO2和1分子RuBP生成2分子3-磷酸甘油酸(C3),因此该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180 μmol CO2可生成360 μmol的3-磷酸甘油酸。 16.(15分)(2020浙江1月选考)某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动,以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100 W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题:(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯,用于探究　    　　　　　　　　　　　    。在相同时间内,用　　    玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收　　　　　　　    光,吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为　　　　　    。(2)用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化,其理由是　　　　　　　　    　　　　　    ,引起溶液pH的改变。(3)若将烧杯口密封,持续一段时间,直至溶液pH保持稳定,此时RuBP和三碳酸的含量与密封前相比分别为　　　　　　    。(4)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将　　　　　　    ,其主要原因是　　　　　　　　　    　　　　    。答案    (除标注外,每空2分,共15分)(1)光波长对光合作用的影响　绿色　红光和蓝紫(1分)　H+(e-)和O2    (2)黑藻将溶液中的CO2转化为有机物    (3)下降、下降    (4)减弱、减弱　高温导致酶的结构改变,活性下降解题思路    (1)采用不同颜色的玻璃纸罩住聚光灯可创设不同波长的光,能够用于探究光波长对光合作用的影响。光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收量最少,相同时间内,在绿光下的实验组释放的O2量最少,光合色素吸收的光能在叶绿体中把水分解为H+(e-)和O2。(2)NaHCO3溶液能够提供CO2,CO2含量的改变能够改变溶液pH,黑藻能够将溶液中的CO2转化为有机物进而引起溶液pH的改变。(3)将烧杯口密封,持续一段时间后,密闭容器内CO2浓度减少而O2浓度上升,植物光合速率减慢,最后pH保持稳定时,光合作用达到了新的平衡,与密封前相比光合速率减弱。RuBP与CO2结合形成三碳酸,由于CO2浓度降低,所以三碳酸含量减少,由于RuBP和三碳酸的含量具有一定的比例关系,故RuBP的含量也减少。(4)在较高温度下,酶的结构会改变,活性降低,所以若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境,一段时间后,其光合作用的强度和呼吸作用的强度都减弱。