苏教版生物必修一讲义第4章素能提升课光合作用和细胞呼吸（二）Word版含答案

[核心精要]1．光合速率与呼吸速率的关系(1)植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是实际光合速率，而是净光合速率。如图，图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。图1图2结合图2与图1分析如下：①图1中a点光照强度为0，表示只进行呼吸作用，与图2中B图对应。②图1中ab段由于光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体固定，另一部分释放出去，与图2中A图对应。③图1中b点光照强度为光的补偿点，净光合速率为0，即光合作用速率等于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2全部被叶绿体固定，用于光合作用，与图2中C图对应。④图1中bc段由于光照强度较强，净光合速率大于0，即光合作用速率大于呼吸作用速率，所以叶绿体固定的CO2除来自呼吸作用释放外，还需要从外界吸收，与图2中D图对应。(2)表示方法真光合速率O2产生(生成)速率CO2的固定速率有机物产生(制造、生成)速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率(黑暗中测得)O2吸收速率CO2释放速率有机物消耗速率2.植物光合速率与细胞呼吸速率的实验测定常用方法气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理①在黑暗条件下，甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表细胞呼吸速率。②在光照条件下，乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。③真光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗处一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算细胞呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。③根据细胞呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。1．如图表示绿色植物细胞光下CO2的吸收量和黑暗中CO2的释放量，下列分析正确的是()A．光照下CO2的吸收量表示植物的光合速率B．光照相同时间，在20℃C．黑暗中CO2的释放量表示黑暗中植物呼吸作用放出的CO2和光合作用的暗反应吸收的CO2的差值D．光照条件下，35℃时光合作用速率与30D[本题解题突破点在于据图判断光合作用速率和净光合作用速率。光照下CO2的吸收量代表净光合速率，A错误；光照相同时间，在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；黑暗下CO2的释放量代表呼吸速率，C错误；光照相同时间，35℃时光合速率是3.5＋3＝6.5(mg/h)，30℃时光合速率是3＋3.5＝6.5(mg/h)2．对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示：下列对结果的分析不合理的是()A．在5klx光照条件下5h，10℃时光合作用产生的O2总量比20℃时多2B．在20℃时，分别用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，C．在10℃、10klx光照4.8h后，转入20℃黑暗环境19.2hD．该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间，二氧化碳浓度等属于无关变量D[黑暗中氧气的吸收量代表呼吸速率，光照下测定的氧气的释放量是净光合速率，在5klx光照条件下5h，10℃时光合作用产生的O2总量是3.5×5＝17.5(mg)，20℃时光合作用产生的O2总量是3×5＝15(mg)，A正确；在20℃时，用10klx和5klx光照10h，黑暗14h，氧气增加量分别是5×10－1×14＝36(mg)和2×10－1×14＝6(mg)，前者比后者多30mg，B正确；在10℃、10klx光照4.8h，积累氧气量为4×4.8＝19.2(mg)，转入20℃黑暗环境19.2h，消耗氧气1×19.2＝19.2(mg)，氧气变化量为0，C正确；该实验的自变量是光照强度与温度3．如图表示温度对某绿色植物细胞光合作用和呼吸作用的影响，下列关于此图的分析错误的是()A．F点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等B．植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10C．图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30D．H、J点表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍C[图中F点表示单位时间内从空气中吸收的CO2量为0，此时光合作用速率与呼吸作用速率相等，A正确；单位时间内从空气中吸收CO2的量是净光合速率，有机物积累最大时，最低温度是10℃，B正确；图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为单位时间内从空气中吸收的CO2量与呼吸作用消耗的O2量之和的最大值，即60，C错误；图中H、J点表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍，D正确。]4．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是()A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体B．该植物叶片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2叶·小时)C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mgD．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移A[由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)；其余时间置于黑暗中，每100cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)。若将温度升高到30℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c5．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结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.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mgC．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1mgB[本实验中甲瓶的氧气含量－丙瓶的氧气含量即4.9－3.8＝1.1(mg)，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶的氧气含量－甲瓶的氧气含量即5.6－4.9＝0.7(mg)，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1＋0.7＝1.8(mg)，B正确，D错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A错误；一昼夜后，由于乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。]6．如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度D[若横坐标是CO2浓度，纵坐标表示净光合速率，则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小，同理，也无法判断出较低和较高温度下光合速率的大小，所以无法判断甲和乙的关系，A错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高，光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。]7．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是______________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2[解析](1)由题图可知，乙的光饱和点及光补偿点都比甲低，因此甲、乙两种植物在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于a时，甲种植物光合作用强度高于乙种植物，因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植物的光补偿点较低，所以更适合在光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过高，气孔部分关闭，因此进入叶肉细胞的CO2不足，叶片的光合速率明显下降。[答案](1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO28．回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的________上，该物质主要捕获可见光中的________。(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是__________________________。(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________(填“高”或“低”)。[解析](1)高等植物光合作用中捕获光能的物质为叶绿体中的色素，分布于类囊体膜，主要吸收蓝紫光和红光