江苏省2020届高考生物二轮复习考前专题增分大题冲关2剖析光合作用的过程和影响因素解析版 5页

‎2.剖析光合作用的过程和影响因素 ‎(时间：20分钟)‎ ‎1.(2019·江阴一中联考)甲、乙两图分别表示光照强度和空气中的CO2浓度对某绿色植物光合作用的影响，其中S1、S2、S3的面积大小表示有关生理过程产生或消耗有机物的量。丙图表示探究叶片光合作用速率的装置。请据图回答以下问题：‎ ‎(1)在甲图中，呼吸作用消耗有机物的量可表示为________，光合作用产生有机物的量可表示为________。(用S1、S2、S3和数学符号表示)‎ ‎(2)若将图丙中的NaHCO3溶液换成1%的NaOH溶液，则植物幼苗叶绿体中C5消耗速率将________，产生[H]的速率将________。‎ ‎(3)在图丙的装置中，若改变光照强度：从无到有且逐步增加，发现液滴的移动过程是先________，直至液滴不再移动，此时的光照强度对应于甲图的________点，此时液滴不再移动的原因是__________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(4)若图乙表示光合作用最适温度下测得的气体体积变化，现将温度适当升高(已知呼吸作用的最适温度大于光合作用的)，则乙图中G点将如何移动？________(填“上移”“下移”或“不移动”)。‎ 解析　(1)由图可知，呼吸消耗的有机物为呼吸速率与时间乘积，因此可以用S1＋S2表示，光合作用产生的有机物＝净光合作用量＋呼吸消耗量＝S3－S1＋(S1＋S2)，因此光合作用产生有机物的量可表示为S2＋S3。(2)若将图丙中的CO2缓冲液换成1%的NaOH溶液，植物将缺少二氧化碳的供应，因此暗反应中二氧化碳固定受阻，导致叶绿体中C5‎ 5‎ 的消耗速率在短时间内降低，利用的ATP和NADPH减少，从而使光反应产生NADPH的速率降低。(3)在图丙的装置中，开始没有光照，叶片只进行呼吸作用，消耗装置中的氧气，而二氧化碳量不变，因此气体总量减少，液滴向左移动；随着光照强度的不断增强，当光合作用产生的氧气量等于呼吸作用消耗的氧气量，小液滴将停止移动。(4)若将温度适当升高，则与光合作用有关的酶活性降低，与细胞呼吸有关的酶活性升高，所以G点下移。‎ 答案　(1)S1＋S2　S2＋S3‎ ‎(2)降低　降低 ‎(3)向左移动　B　此时光合作用产生的氧气量等于呼吸作用消耗的氧气量 ‎(4)下移 ‎2.(2019·常州中学联考)为探究遮光对果树光合作用的影响，某研究所用遮阳网对某果树作适当遮光处理，分别于遮光前(0天)、遮光处理1天和21天后，取若干叶片在相同且适宜条件下测定净光合速率、叶绿素含量、气孔导度(表示气孔张开的程度)和RuBP羧化酶(可结合CO2)活性等指标，实验结果如下表所示。请回答下列问题：‎ 净光合速率(μmol·m－2·s－1)‎ 叶绿素含量(mg·g－1)‎ 气孔导度(mmol·m－2·s－1)‎ RuBP羧化酶活性(IU·L－1)‎ 处理时间(天)‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎21‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎21‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎21‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎21‎ 对照组 ‎6.89‎ ‎6.92‎ ‎7.04‎ ‎1.34‎ ‎1.33‎ ‎1.42‎ ‎102.5‎ ‎100.6‎ ‎105.2‎ ‎283.9‎ ‎282.1‎ ‎293.5‎ 实验组 ‎6.95‎ ‎10.23‎ ‎2.45‎ ‎1.32‎ ‎1.48‎ ‎1.66‎ ‎101.3‎ ‎144.8‎ ‎45.1‎ ‎282.1‎ ‎280.6‎ ‎88.5‎ ‎(1)实验中对照组的条件为____________，其他条件与实验组保持相同且适宜。‎ ‎(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率________(填“大于”、“小于”或“等于”)对照组，其原因是叶片通过________________以适应短时间的弱光环境。‎ ‎(3)由题可知，RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞的________中，实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片________________________，导致________，从而使得有机物合成减少。‎ 解析　(1)实验中对照组的条件为全光照，其他条件与实验组保持相同且适宜。(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率大于对照组，其原因是叶片通过增加叶绿素含量和增大气孔导度以适应短时间的弱光环境。(3)由题可知，RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞 5‎ 的叶绿体基质中，实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片长时间遮光处理会显著抑制(降低)RuBP羧化酶活性，导致暗反应中CO2的固定(或吸收)速率减慢，从而使得有机物合成减少。‎ 答案　(1)全光照(或“正常光照”或“不进行遮光处理”)‎ ‎(2)大于　增加叶绿素含量和增大气孔导度 ‎(3)叶绿体基质　长时间遮光处理会显著抑制(降低)RuBP羧化酶活性(暗反应中)　CO2的固定(或吸收)速率减慢(降低)‎ ‎3.(2019·通州中学模拟)Ⅰ.某研究性学习小组的同学将两株长势、叶面积等完全相同的同种植物放在甲、乙两种玻璃容器内，使之处于密闭状态，甲玻璃容器无色透明，乙玻璃容器用黑纸罩住。实验处在适宜温度的暗室中，并从距玻璃0.3 m处用不同功率的灯泡分别给予光照1 h。其间用仪器记录了该容器内氧气浓度的变化(浓度单位为g/m3·h)，结果如下。请据表分析回答：‎ ‎15W ‎20W ‎25W ‎30W ‎35W ‎40W ‎45W 甲 ‎－6‎ ‎－4‎ ‎－2‎ ‎0‎ ‎＋2‎ ‎＋5‎ ‎＋10‎ 乙 ‎－10‎ ‎－10‎ ‎－10‎ ‎－10‎ ‎－10‎ ‎－10‎ ‎－10‎ ‎(1)甲容器在光照25 W时产生氧气量是________g/m3·h。‎ ‎(2)如果每天光照12 h，当光照强度为________W时，此植物才能正常生长发育。‎ Ⅱ.另一研究小组从植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片(见下图)，称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析。‎ ‎(3)在下午4时至晚上10时这段时间里，呼吸作用的速率可表示为________g/h。‎ ‎(4)如果从上午10时到下午4时这段时间里，温度不变，呼吸作用速率不变(与下午4时至晚上10时呼吸速率相同)，则这段时间里制造的有机物为________g。‎ Ⅲ.图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。请据图回答：‎ ‎(5)由图甲可知，与________作用有关的酶对高温更为敏感。‎ 5‎ ‎(6)已知图乙是在30 ℃条件下绘制而成的曲线，从理论上分析，如果温度变为45 ℃，图中B点将向________移。‎ 解析　(1)甲容器在光照25 W时产生氧气量＝(－2)—(－10)＝8(g/m3·h)；(2)若每天光照12小时，则实际光合作用速率＝10×24/12＝20(g/m3·h)，净光合速率＝20－10＝10(g/m3·h)，光照强度大于45 W时，此植物才能正常生长发育；(3)从下午4时至晚上10时共经过6小时，有机物减少了(y－z)g，呼吸速率＝(y－z)/6(g/h)。(4)从上午10时到下午4时共6小时，有机物积累量为(y－x)g，呼吸消耗量为(y－z)g，植物制造的有机物总量＝(y－x)＋(y－z)＝2y－z－x(g)；(5)由图甲可知，实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率，呼吸作用速率的最适宜温度高于真正光合作用速率的最适宜温度，故与(真正)光合作用有关的酶对高温更为敏感；(6)如果温度变为45 ℃，温度超过光合作用的最适宜温度，光合作用减弱，而呼吸作用增加，吸收氧气增加，B点是补偿点，故B点要右移，增大光照强度，保证光合作用产生氧气的量和呼吸作用消耗氧气的量相等。‎ 答案　(1)8　(2)大于45　(3)(y－z)/6　(4)2y－x－z　(5)(真正)光合　(6)右 ‎4.(2019·泰州中学模拟)研究工作者为探究NaHCO3对水稻幼苗光合作用的影响，将水稻幼苗叶片均分为甲乙两组，采用差速离心法用甲组叶片制备叶绿体，均分为4组，分别置于不同浓度的NaHCO3溶液(相同浓度的无机盐溶液配制)中，在适宜光照、20 ℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率并求平均值；将乙组叶片切成约1.0 mm×1.0 mm小块均分为4组，其他步骤与甲组相同，得到实验结果如下表。回答下列问题：‎ 变量 O2释放速率(μmol·g－1·min－1)‎ NaHCO3溶液浓度 叶绿体(甲组)‎ 叶切片(乙组)‎ ‎0 mol·L－1的NaHCO3溶液 ‎2.5‎ ‎－2‎ ‎0.01 mol·L－1的NaHCO3溶液 ‎7.0‎ ‎3.0‎ ‎0.05 mol·L－1的NaHCO3溶液 ‎15.0‎ ‎11.5‎ ‎0.10 mol·L－1的NaHCO3溶液 ‎21.5‎ ‎18.5‎ ‎(1)甲组在0 mol·L－1的NaHCO3溶液实验中，叶绿体只进行了短时间的光反应，此时叶绿体内含量升高的物质有________(填标号：①C5　②C3　③NADPH　④NADP＋　⑤ADP　⑥ATP)。‎ ‎(2)在相同的NaHCO3溶液浓度下，乙组的O2释放速率小于甲组的O2释放速率，原因主要是________________________。‎ ‎(3)乙组细胞总呼吸速率基本不变，从实验数据看出，随NaHCO3溶液浓度升高，乙组和甲组的氧气释放速率差值在逐步减小，说明在相同的NaHCO3溶液浓度下，乙组的总光合速率大于甲组总光合速率，从细胞结构和功能相适应的角度推测，原因可能是乙组叶绿体____________________________________________。‎ ‎(4)如果在实验中逐步增大NaHCO3溶液浓度，两组的O2释放速率到一定程度时都会下降直至停止，原因最可能是________________________________________‎ 5‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)甲组在0 mol·L－1的NaHCO3溶液中进行实验，叶绿体只进行了短时间的光反应，光反应的产物NADPH、ATP增多，所以导致暗反应C3还原反应增强，所以此时叶绿体内含量升高的物质有C5、NADPH、ATP。(2)在相同的NaHCO3溶液浓度下，乙组的O2释放速率小于甲组的O2释放速率，原因主要是呼吸作用消耗。(3)乙组细胞总呼吸速率基本不变，从实验数据看出，随NaHCO3溶液浓度升高，乙组和甲组的氧气释放速率差值在逐步减小，说明在相同的NaHCO3溶液浓度下，乙组的总光合速率大于甲组总光合速率，从细胞结构和功能相适应的角度推测，原因可能是乙组叶绿体所处环境(细胞质基质)稳定适宜且有多种细胞结构参与协助。(4)如果在实验中逐步增大NaHCO3溶液浓度，两组的O2释放速率到一定程度时都会下降直至停止，原因最可能是随NaHCO3溶液浓度升高，叶绿体和叶切片细胞渗透失水，光合作用速率下降，最终叶绿体失去功能，叶肉细胞死亡，光合作用停止。‎ 答案　(1)①③⑥‎ ‎(2)呼吸作用消耗 ‎(3)所处环境(细胞质基质)稳定适宜且有多种细胞结构参与协助 ‎(4)随NaHCO3溶液浓度升高，叶绿体和叶切片细胞渗透失水，光合作用速率下降，最终叶绿体失去功能，叶肉细胞死亡，光合作用停止 5‎