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重难大题集训(一) 光合作用和细胞呼吸的综合应用
1.在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)实验,结果如图所示。补光的光强度为150 μmol·m-2·s-1,补光时间为上午7:00~10:00,温度适宜,请回答下列问题:
(1)某同学通过对实验结果分析得出只要对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论,该结论正确吗?________,理由是________________________________________
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(2)光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度。若680 nm补光后植株的光合色素增加,则光饱和点将________(填“上升”“不变”或“下降”),原因是__________
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(3)若450 nm补光组在9:00时突然停止补光瞬间,C3化合物的含量会________(填“减少”“不变”或“增加”)。680 nm补光组在10:00时若要增加光合速率可以采取的措施是________________________________________________________________________。
答案 (1)不正确 给植株补充580 nm光源与白光对照组相比,该植株的CO2吸收速率降低 (2)上升 因为光合色素增加,植物吸收、传递、转换光能增多,所以可以利用更大的光照强度 (3)增加 提高CO2浓度(开棚通风等提高CO2浓度的措施都可以)
解析 (1)据图分析可知,给植株补充580 nm光源与白光对照组相比,该植株的CO2吸收速率降低,所以对温室中植物进行补光就可以提高光合作用的结论是错误的。(2)若680 nm补光后植株的光合色素增加,则植物吸收、传递、转换光能增多,可以利用更大的光照强度,所以光饱和点会上升。(3)450 nm补光组在9:00时突然停止补光瞬间,光反应减弱,[H]和ATP的生成减少,C3的还原减慢,短时间内C3的来源不变,最终导致C3的含量增加。
2.(2020·镇江模拟)下图1为某高等植物叶肉细胞内光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图,其中①~⑤表示相关生理过程,a~f表示相关物质;图2为该植物在CO2浓度适宜的情况下,单位时间内气体的吸收量或消耗量随温度变化的曲线图。请据图分析并回答下列问题:
(1)图1中f代表______________,图2中A点时能发生图1中过程____________(填数字序号)。研究者用含18O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子,其转移途径是C6H12O6→______________(用图1中字母和箭头表示)。
(2)图2中B点时,比较图1中过程②消耗的d和过程⑤消耗的b,两者的数量关系是________(填“d<b”“d=b”或“d=2b”)。
(3)图2中C点时植物的总光合速率______________(填“大于”“等于”或“小于”)D点时总光合速率,原因是________________________________________。
(4)据图2分析,限制AC段CO2吸收速率的主要因素是____________。温室栽培该植物时,若一天中保持光照12小时,其余时间黑暗,为获得最大经济效益,光照时应控制的最低温度为______________。
答案 (1)[H] ①②③④⑤ e→d (2)d=2b (3)小于 两点的净光合速率相等,但D点时呼吸速率更高 (4)温度 20 ℃
解析 (1)由题图可知:图1中f代表[H],图2中A点时表示呼吸速率和净光合速率相等,此时能发生光合作用和呼吸作用的各个阶段,即图1中的过程①②③④⑤。研究者用含18O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子,则葡萄糖中的氧经过有氧呼吸的过程进入丙酮酸、二氧化碳,故其转移途径可表示为C6H12O6→e→d。(2)图2中B点时表示在该温度调节下,植物光合作用吸收的CO2量和细胞呼吸消耗的O2量相等,即净光合速率与呼吸速率相等,由总光合速率=净光合速率+呼吸速率,故此时图1中过程②消耗的d(总光合速率)=⑤(呼吸作用)消耗的b+净光合速率,即d=2b。(3)图2中,C点和D点的净光合速率相等,但是D点的呼吸速率大于C点的呼吸速率,又因总光合速率=呼吸速率+净光合速率,故可推测C点时植物的总光合速率小于D点时的总光合速率。(4)图2中,随着温度的升高,AC段的CO2吸收速率在不断升高,故限制AC段CO2吸收速率的主要因