内容正文:
重难强化训练(二) 影响光合作用和细胞呼吸的因素分析
及应用
一、选择题
1.(2023·湖北高考)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
解析:选D 植物呼吸作用的最适温度往往高于光合作用,气温升高,植物呼吸作用增强,消耗的有机物增多,造成作物减产,A正确;温度升高,可能导致光合作用相关酶的活性降低,光合作用强度降低,有机物合成减少,B正确;温度升高,蒸腾作用增强,植物易失水萎蔫,从而影响正常的生命活动,造成减产,C正确;据题干信息可知,高温往往使叶片变黄、变褐,推测高温导致叶绿素降解,光反应产生的NADPH和ATP减少,NADH在细胞呼吸过程中产生,D错误。
2.为探究温度对绿藻光合作用和呼吸作用的影响,将绿藻培养液均分成4份,装入密闭培养瓶中,置于4种不同温度(已知t1<t2<t3<t4)下培养,分别在光照和黑暗条件下测定密闭培养瓶中氧气的含量变化,得到如图所示数据。下列分析错误的是( )
A.在光照的条件下,t4温度时绿藻细胞群体的净光合速率为零
B.在光照的4种温度实验条件下,t3温度时绿藻净光合速率最大
C.光合作用相关酶的最适温度可能比呼吸作用相关酶的最适温度低
D.在实验范围内,四个组别的绿藻呼吸作用相关酶的活性随温度升高而升高
解析:选A 光下O2增加值代表了净光合速率(净光合速率=总光合速率-呼吸速率),随着温度的升高净光合速率先逐渐增加后降低,t4温度时净光合速率与呼吸速率相等,净光合速率为12 mg/h,A错误;在光照的4种温度实验条件下,t3温度下绿藻的净光合速率最大,t4温度下绿藻的呼吸速率最大,故光合作用相关酶的最适温度可能比呼吸作用相关酶的最适温度低,B、C正确;黑暗中O2的消耗值代表了呼吸速率,且已知温度t1<t2<t3<t4,由图可知,随着温度的升高,呼吸速率逐渐增加,说明在实验温度范围内,绿藻呼吸作用相关酶的活性与温度呈正相关,即呼吸作用相关酶的活性随温度升高而升高,D正确。
3.种子库在适当的低温下保存植物的种子。入库保存前需对种子进行清洗、干燥等处理,然后密封包装存入-18 ℃的冷库。下列有关叙述正确的是( )
A.入库前干燥处理主要是除去大量的结合水
B.冷库中-18 ℃的低温会造成种子细胞中呼吸酶变性失活
C.密封包装袋中需要充入充足的氧气,以维持种子的活性
D.建立种子库可以保存濒危生物的种子,保护生物多样性
解析:选D 自由水含量与细胞代谢的强弱有关,入库前干燥处理主要是除去大量的自由水,降低细胞呼吸,利于储存,A错误;冷库中-18 ℃的低温通过抑制酶的活性来降低呼吸速率,不会破坏酶的空间结构,不会使酶变性失活,B错误;密封包装袋中需要降低氧气浓度,减弱细胞呼吸,以利于种子的保存,C错误;建立种子库可以保存濒危生物的种子,防止生物灭绝,可以保护生物多样性,D正确。
4.(2023·广东六校联考)光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研究人员将密闭容器内的某绿色植物先经黑暗再经恒定光照处理,容器内氧气的变化量如图所示(光照对呼吸作用的影响可忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.C点时该植物叶肉细胞中合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质
B.A点以后的短时间内,叶绿体内C5含量将增加
C.5~15 min内,该植物光合作用产生O2的平均速率是5×10-8 mol/min
D.农业生产中使用农家肥主要是通过提高光合作用效率来提高产量的
解析:选C C点时在黑暗条件下,植物叶肉细胞只进行呼吸作用,因此合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质,A正确;A点以后的短时间内,光照增强,光反应产生的ATP和NADPH增加,C3被还原增多,产生的C5量增加,而短时间内C5的消耗量不变,则叶绿体内C5含量将增加,B正确;结合图示可知,黑暗下氧气量的变化量为呼吸速率,为(5×10-7-4×10-7)÷5=2×10-8(mol/min),在5~15 min内,净光合速率为(8×10-7-4×10-7)÷10=4×10-8(mol/min),该植物光合作用产生O2的平均速率即总光合速率=净光合速率+呼吸速率=4×10-8+2×10-8=6×10-8(mol/min),C错误;农家肥中富含有机物,被分解者分解后,产生的无机盐和CO2可以被植物吸收利用,增强光合作用,增加光合产物量,D正确。
5.(2023·湖北高考)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上