高中生物新苏教版必修第一册3.4影响光合作用和细胞呼吸的环境因素作业

十六影响光合作用和细胞呼吸的环境因素基础通关(20分钟·70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.据测定,某绿色植物在20℃和一定光照下,其封闭环境中的CO2的含量未变,这表明此时该植物()A.不进行光合作用和细胞呼吸B.光照过强,大部分气孔关闭C.光合作用产生O2的速率和细胞呼吸消耗O2的速率相等D.植物体内各种酶的活性大致相当【解析】选C。绿色植物在20℃和一定光照下,其封闭环境中的CO2的含量未变,说明光合作用强度和细胞呼吸强度相等,即光合作用产生O2的速率和细胞呼吸消耗O2的速率相等,C正确。2.(2021·宿迁高一检测)将生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶内气体,分别做如图所示处理。这四种处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起来的是()【解析】选C。光合作用需要光照,需要二氧化碳和适宜的温度,C组NaHCO3可以提供二氧化碳,还有光照和适宜的温度,故产生的氧气最多,叶片最先浮起,C正确。3.(2021·盐城高一检测)光照增强,光合作用增强。但光照最强的夏季中午,由于气孔关闭,光合作用不但不增强,反而下降。主要原因是()A.夏季光照太强,叶绿素分解B.夏季气温太高,酶活性降低C.暗反应过程中C3产生得太少D.水分蒸腾散失太多,光反应产生的ATP和[H]少【解析】选C。光照过强不会引起色素分解,并且中午过后光合速率又不断恢复,如果色素分解,将会造成不可逆的损伤,光合速率不会恢复,A错误;夏季一天中气温最高的时间是下午14点左右,与光合速率在中午12点下降不符,B错误;夏季中午由于阳光过强,温度过高,植物为了防止蒸腾作用散失过多的水分,使气孔关闭,但同时二氧化碳吸收减少,导致暗反应中二氧化碳固定减少,生成的C3太少,C正确;中午温度较高,植物水分蒸腾散失太多,但是光反应产生的ATP和[H]正常,D错误。4.(2021·无锡高一检测)如图为绿色叶片在不同光照强度下CO2吸收速率变化示意图,下列叙述正确的是()A.适当提高温度可以使A点上移点时叶片不能进行光合作用和细胞呼吸C.光照强度为C时的真正光合作用速率为27mg/hD.适当提高光照强度可以提高C点的光合速率【解析】选C。适当提高温度会升高植物的细胞呼吸强度,所以A点会下移,A错误;B点时叶片光合作用速率和细胞呼吸速率相等,B错误;光照强度为C时的真正光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率=20+7=27mg·h-1,C正确;C点已经达到光饱和,所以提高光照强度不能提高C点的光合速率,D错误。5.如图表示某种植物的叶肉细胞中的A、B两种细胞器及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列叙述正确的是()细胞器内生理活动的强度小于B细胞器内生理活动的强度、B两种细胞器都能产生ATP,产生的ATP都从细胞器中运出C.图示叶肉细胞中有有机物的积累,细胞能够正常生长D.改变光照强度一定会改变A细胞器中生理活动的强度【解析】选C。细胞器A吸收的二氧化碳多于细胞器B释放的二氧化碳,因此A细胞器内生理活动的强度大于B细胞器内生理活动的强度;叶绿体光反应产生的ATP被暗反应消耗,不能从叶绿体中运出;由题图可知,该叶肉细胞中光合作用强度大于细胞呼吸强度,存在有机物的积累,细胞能正常生长;当光照强度达到饱和后,增加光照强度,光合作用过程不会改变。6.如图为植物某叶肉细胞中两种膜结构以及发生的生化反应模式图,下列叙述正确的是()A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中B.图1中的A是NADPH,图2中的B只来自丙酮酸C.两种生物膜除了产生上述物质外,还均可产生ATPD.影响图1、2中的两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光【解析】选C。图1中能将水进行光解,产生[H](A)和O2,图2中B应是[H],和O2结合生成水,是在线粒体内膜上进行的。图2中的[H]来自葡萄糖和丙酮酸的分解。两种生物膜都还可以产生ATP。影响图1的主要外界因素是光照,影响图2细胞呼吸的主要外界因素是温度。7.如图为光合作用与光照强度之间关系的曲线,光照强度为n时,限制光合作用强度进一步升高的主要因素是()①光照强度②CO2浓度③温度④O2浓度A.②③B.③④C.①②D.②④【解析】选A。光合作用受光照、温度、CO2浓度和无机盐等因素影响。光照强度为n时,随着光照强度增加,光合作用强度不再增加,说明光照强度不是限制因素。【补偿训练】科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图。请据图判断下列叙述错误的是()A.光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B.光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强度为a～b时,曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为a～c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高【解题指南】解答本题的关键是:(1)比较不同曲线的不同条件。(2)分析不同曲线变化趋势不同的原因。【解析】选D。曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同,因此光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同,A正确;曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同,因此光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同,B正确;由曲线图可知,光照强度为a～b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高,C正确;光照强度为b～c时,曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高,但曲线Ⅲ光合作用强度随着光照强度的升高不再变化,D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(15分)有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如表所示。回答下列问题:氧浓度/%abcd产生CO2的量/mol91530产生酒精的量/mol960(1)由上表可知,酵母菌的细胞呼吸方式是__________________________。

(2)氧浓度为b时,经有氧呼吸产生的CO2为______________________mol。

(3)氧浓度为c时,约有________________%的葡萄糖用于酒精发酵。

(4)氧浓度为a时,酵母菌是否进行有氧呼吸?__________。为什么?__。

(5)经测定,在无氧条件下酵母菌消耗的葡萄糖中,仅有1.5%用于自身生长发育和繁殖等生命活动,剩余98.5%的去向是________________________________。

【解析】(1)氧浓度为a、b、c时都产生了酒精,说明酵母菌能进行无氧呼吸;氧浓度为d时只产生CO2,不产生酒精,说明酵母菌能进行有氧呼吸。(2)氧浓度为b时,酵母菌产生了mol的酒精,则其无氧呼吸产生的CO2为mol,剩下的6molCO2为有氧呼吸所产生。(3)氧浓度为c时,酵母菌产生的酒精为6mol,则其无氧呼吸产生的CO2为6mol,而CO2产生总量为15mol,因此有氧呼吸产生的CO2为9mol。据无氧呼吸的反应式“C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量”,可知有3mol葡萄糖用于无氧呼吸;据有氧呼吸的反应式“C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量”,可知有mol葡萄糖用于有氧呼吸,则用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(3+1.5)×100%≈66.7%。(4)氧浓度为a时,酵母菌产生的CO2和酒精的物质的量相等,说明此时酵母菌只进行无氧呼吸,不进行有氧呼吸。(5)酵母菌利用葡萄糖经无氧呼吸产生酒精和CO2,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分合成ATP。答案:(1)既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸(4)否因为此时产生的酒精和CO2的物质的量相等(5)储存在酒精中,以热能形式散失9.(20分)如图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图,图乙为所测得的结果。据图分析:(1)请写出控制本实验自变量的一种方法:____________________。

(2)为了防止无关变量对实验结果的干扰,本实验还应设置对照实验,请问对照装置如何设计?______________________________________。

(3)实验测得,当用40W灯泡照射时,红色液滴没有发生移动,这是因为此时______________________________,当改用80W灯泡照射时,叶绿体中C5的含量将__________________。

(4)B点以后,限制茉莉花光合速率的主要环境因素有____________________。

(5)图甲所示装置无法测得A点数据,除非将其中的NaHCO3溶液换为________________溶液,且将装置放在__________________环境中。在A点,产生ATP的结构有_________。

【解析】(1)要改变光照强度,有两种方法:一是灯泡不变,通过改变灯与广口瓶的距离来改变光照强度;二是灯与广口瓶的距离不变,通过改变灯泡的功率大小来改变光照强度。(2)该对照实验装置在外界环境不变时,液滴不移动,因此应不放植物或放一株同样的死植物。(3)用40W灯泡照射时,瓶中气体量不发生变化,说明细胞呼吸消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量。改用80W灯泡照射时,光照增强,产生的ATP和[H]增多,C3的还原加快,生成C5的速率加快,C5的含量将增加。(4)图乙中B点时,光合作用强度达到最大,以后随着光照强度的增加不再发生变化,说明光照强度不再是限制因素,温度、CO2浓度可能会成为限制因素。(5)图乙中A点只进行细胞呼吸,不进行光合作用,要测量呼吸强度,必须将NaHCO3溶液换为NaOH溶液且装置放在黑暗处,否则植物要进行光合作用,有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。答案:(1)用不同瓦数的灯泡或改变灯与广口瓶的距离(2)将装置中的茉莉花换成死花,其他与装置甲一样(3)光合速率等于呼吸速率增多(4)温度、CO2浓度(5)NaOH黑暗(或遮光)细胞质基质和线粒体能力进阶(10分钟·30分)1.(多选)(7分)某研究小组在水肥充足条件下,观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势,结果如图所示。据图判断下列有关叙述不正确的是()A.光合作用消耗ATP最快的时刻是15:00B.根吸水能力最强的时刻是12:00C.直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗D.影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度【解析】选A、B、D。光合速率越大,光合作用消耗的ATP也就越快,由甲图可知,光合作用消耗ATP最快的时刻是12:00。蒸腾作用越强,根吸水能力越强,由乙图可知,根吸水能力最强的时刻是15:00。蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失,直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗。据图可知,本题中影响光合速率的主要环境因素是光照强度。2.(多选)(7分)将广柑贮藏于密闭的土窑中,贮藏时间可以达到4～5个月;利用大窑套小窑的办法,可使黄瓜贮存期达到3个月,这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列有关“自体保藏法”的叙述,正确的是()A.自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法,但其易受外界环境的影响B.自体保藏法的原理是依靠果蔬细胞呼吸释放的CO2抑制自身的有氧呼吸C.在密闭环境中,O2浓度越低,CO2浓度越高,贮藏效果越好D.在自体保藏法中,如能使温度保持在1～5℃,贮藏时间会更长【解析】选A、B、D。“自体保藏法”是一种简便的果蔬贮藏法,但易受外界环境的影响,如温度、密闭程度等,A正确;水果和蔬菜等的细胞呼吸会产生二氧化碳,所以“自体保藏法”的原理是依靠果蔬细胞呼吸释放的CO2抑制自身的有氧呼吸,减少有机物的消耗,B正确;在密闭环境中,二氧化碳浓度应该保持较高水平,但浓度过高,会使无氧呼吸增强,所以并不是CO2浓度越高,贮藏效果越好,C错误;室温时酶的活性较强,催化细胞呼吸的能力较强,所以在“自体保藏法”中若能控制在低温条件下,即将温度保持在1～5℃,则贮藏时间应该会更长,D正确。【实验·探究】3.(16分)为充分利用土地、光热资源,可在粮食作物小麦田套种花生,实现粮油双丰收。研究人员为探究荫蔽花生转入自然光照下的光合速率变化,为小麦套花生高产栽培提供理论依据,进行了相关实验,实验结果如图。分析并回答相关问题:(1)光照强度的变化直接影响光合作用的____________反应阶段,导致ATP和__________产生量改变,进而影响光合作用速率。

(2)A组为__________________组。由图可知,生活在用遮阴网遮光________________的荫蔽环境中的花生净光合速率与自然光照下净光合速率基本相同。

(3)将荫蔽环境下的花生转入自然光照下之后的前5天,净光合速率呈________________趋势。可见,强光对适应荫蔽环境的花生光合作用起________________作用。随植株对强光的适应,B组和C组分别于解除遮阴后的第__________________天恢复到对照水平。

【解析】(1)光反应需要光才能进行,叶绿体中光合色素吸收的光能:一方面将水分解成氧和[H],氧直接以分子的形式释放出去,[H]则被传递到叶绿体内的基质中,作为活泼的还原剂,参与到暗反应阶段的化学反应中去;另一方面是在有关酶的催化作用下,促成ADP与Pi发生化学反应,形成ATP。(2)本实验的自变量为遮光程度,因变量为光合作用速率;A组处于自然环境不遮光,为对照组。由分析可知,遮阴50%的B组在解除遮阴后的1～10天,光合作用速率较接近不遮光处理的A组;解除遮阴后的第10天开始,其光合作用速率与不遮光处理的对照组基本相同。故生活在用遮阴网遮光50%的