内容正文:
精研重难点(三) 光合作用和细胞呼吸的影响因素
命题点(一) 自然环境与密闭环境中光合速率变化分析
[例1] (2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
[解析] 初期容器内CO2浓度较大,光合速率大于呼吸速率,植物吸收CO2释放O2,使密闭容器内的CO2浓度逐渐降低,O2浓度逐渐升高,导致光合速率逐渐降低,A错误;密闭容器在适宜且恒定的温度和光照条件下,容器内的CO2浓度下降,说明植物光合速率大于呼吸速率,但由于CO2含量逐渐降低,从而使植物光合速率逐渐降低,直到光合速率与呼吸速率相等,容器中气体趋于稳定,B错误;初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率,C错误,D正确。
[答案] D
[例2] (2023·北京高考)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用
D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
[解析] CO2吸收速率代表净光合速率,低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升,需要从外界吸收的CO2减少,A正确;在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高的主要原因是光合酶的活性增强,B正确;CP点代表呼吸速率等于光合速率,植物可以进行光合作用,C错误;图中M点处CO2吸收速率最大,即净光合速率最大,也就是光合速率与呼吸速率的差值最大,D正确。
[答案] C
[思维建模]
1.光合作用、细胞呼吸的“三率”图分析
图示解读
(1)“三率”的表示方法
①呼吸速率:绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2的释放量或O2的吸收量,即图1中A点。
②净光合速率:绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量,即图1中的C′C段对应的CO2的量,也称为表观光合速率。
③总(实际)光合速率=净光合速率+呼吸速率,即图1中的AD段对应的CO2总量。
(2)图2中曲线c表示净光合速率,曲线d表示呼吸速率,c+d表示总光合速率。在G点时,总光合速率是呼吸速率的2倍。
2.自然环境与密闭环境中一昼夜光合速率变化
图示解读
[针对训练]
1.(2023·许昌三模)将叶面积相等的甲、乙两种植物分别置于两个相同的、温度恒定且适宜的密闭透明玻璃小室内,给予充足光照,定时测定CO2含量。实验一段时间后,甲、乙装置内气体浓度均达到平衡且甲装置内CO2含量较低。下列有关说法正确的是( )
A.达到平衡时甲、乙两植物的光合作用强度一定相同
B.实验过程中甲、乙两植物的呼吸速率相同且一直保持不变
C.甲植物固定CO2的能力较乙植物低
D.若将甲、乙两植物放在上述同一密闭装置中,一段时间后乙植物可能先死亡
解析:选D 达到平衡时,虽然都是光合作用强度与呼吸强度相等,但甲装置内的CO2含量较低,甲的光合作用强度更大,A错误;由题干信息无法判断实验过程中甲、乙两植物的呼吸速率大小,且因为氧气含量的变化,呼吸速率也是变化的,B错误;从达到平衡时甲装置中的CO2含量较低可知,甲植物固定CO2的能力较乙植物高,C错误;由于达到平衡时,甲装置CO2浓度较低,说明甲植物CO2的补偿点低,因此将甲、乙两种植物放在上述同一密闭装置中,一段时间后乙植物可能先死亡,D正确。
2.(2023·泰州中学质检)下列①~④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中,不正确的是( )
A.图①中的X因素可表示CO2浓度,植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低
B.图③中,阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C.图④中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2浓度,当光照强度小于c值时,限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D.图②中Y因素最有可能代表光照强度
解析:选D 图①中X因素可表示CO2浓度,则a点可表示CO2补偿点,植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低,A正确。图③中,b点是光补偿点,阴生植物的光补偿点的值和光饱和点的值一般要比阳生植物的低,B正确。图④中,当光照强度小于c值时,随着光照强度的增强光合速率逐渐加快,而不同CO2浓度的曲线重合,因此光照强度小于c值时,限制光合速率增加的主要因