第5章 专题探究3 环境因素对光合作用影响的图表、曲线及实验分析-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中生物必修第一册(人教版2019)

专题探究3环境因素对光合作用影响的图表、曲线及实验分析 黑题专题强化 限时：25mim 1,人参是阴生植物，常生长在以红松为主的针阔 A.本实验中，温度和C0,浓度属于无关变量 混交林中。已知人参和红松光合作用的最适 B.光照强度为1kx时，甲植物叶肉细胞中叶 温度均为25℃，呼吸作用的最适温度均为 绿体释放0，的量大于线粒体消耗0，的量 30℃。在25℃条件下人参和红松光合速率 C.若将乙植物的光照强度从9kx瞬间降到 与呼吸速率比值(P/R)随光照强度的变化如 6kx时，短时间内叶绿体中C,含量会升高 图所示。下列叙述正确的是 ( D.甲、乙两植物相比较，甲植物呼吸作用较弱 3.农科所技术员研究温度对某蔬菜产量的影响， 将实验结果绘制成如图所示的曲线，据此提出 ed完照张度 的结论合理的是 ( A.曲线A表示人参，曲线B表示红松 4C0相对值 B.光照强度为a时，每日光照14h,人参可正 呼吸作用 产生量 常生长而红松不能 、光合作用 C.在b点之后，限制人参P/R增大的主要环 消耗曼 253035 境因素是CO,浓度 提度行 D.若将环境温度提高至30℃，其他条件不 A.光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的 变，a点将左移 最适温度 2.(2023·湖北郭州期末)在适宜的温度和一定 B.阴影部分表示5~35℃时蔬菜的净光合速 的C0,浓度等条件下，某同学对甲、乙两种高 率大于零 等植物设计实验，测得的相关数据如表。下 C.温度越高，该蔬菜新品种的产量越高 列叙述错误的是 ( D.温室栽培该蔬菜时最好将温度控制在25~ 光合速 光合速 光合速 35℃ 率与呼 率达到 黑暗条 率达到 4.(2023·山东烟台期中)科研小组分别在林窗 吸速率 最大值 最大值 件 下 (阳光充足)处和荫蔽林下，测定长势相同的 相等时 时的最 C02 释 时的CO 樟子松幼苗的光合速率、气孔阻力等指标，结 的光照 小光照 放量 吸收量 强度 强度 果如图。下列叙述正确的是 ( 甲植 +光合速率脉下】 3 11 5.5 。光合逸来林窗) 5 物 口气孔阻力林窗) 40 5 乙植 3 9 30 15 物 注：光照强度单位为kk:CO2吸收量或释放量单位 55 6.007:0080010.00120014:0016.0018:00 为mg·100cem2·h'。 马尾松幼苗气孔阻力与光合速率的日变化时刻 第5章黑白题071 A.实验中温度、C0,浓度是影响樟子松幼苗光 果如图2，据图回答以下问题： 合速率的无关变量，可不同 G B.8:00一10：00时段林窗组幼苗单位叶面积 葡糖→中间产物一PE! C0,消耗量小于10：00一12：00时段 苹果酸 卡尔文 液池 C.12:00一14：00时段林窗组幼苗光合速率减 环 弱，是气孔阻力增大导致的 20叶绿修 《线粒 D.将樟子松幼苗从林下移至林窗，短时间内 叶绿体中C,的合成速率减慢 纽1 氟气量(×10mol 5.(不定项)某生物小组为研究遮阴处 理对菠菜光合作用的影响，将一株 菠菜置于一密闭容器内，给予自然光照（对照组） 2 黑暗 和50%的自然光照（遮阴组），在容器内放置一定 光照 10 浓度的CO,缓冲液，照射一段时间后测定数据绘 15时间mi 图2 制成图。下列说法错误的是 ( (1)植物气孔开闭的特点与其生活环境是相 净老合途率μnd·之.，) 适应的，景天科植物更适应高温干旱环境 二莲所 的原因是 8 4 该类植物夜晚吸收的CO, 9市37时刻 (填“能”或“不能”)合成葡萄糖，原因是 A.容器中C02浓度基本保持不变，可通过测 定容器内C0,浓度的变化速率绘制曲线 (2)结合图1可知，景天科植物光合作用固定 B.对照组9一11时与13一17时净光合速率 的C0,来源是 下降的主要影响因素是光照强度的减弱 (3)如果白天适当提高C0,浓度，景天科植物 C.遮阴组11一13时与15一17时光合速率小 的光合作用速率变化是 (填 于呼吸速率 “增加”“降低”或“基本不变”)。 D.据图分析，遮阴组一天的光合有机物积累 (4)图2曲线中a点以后的短时间内，叶片细 量小于对照组 胞内C,的量将 (填“增加” 6.(2023·山东潍坊期中)景天科植物有一个很 “减少”或“不变”)。在5~15min内，该 特殊的C0,同化方式：夜间气孔开放，吸收的 容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这 C0,生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关 是因为 闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放C0,用于 光合作用，其部分代谢途径如图1：将小麦绿 (5)图2中如果叶片的呼吸速率始终不变，则 色叶片放在温度适宜的密闭容器内，测量在 在5~l5min内，小麦叶片光合作用的平 不同的光照条件下容器内氧气量的变化，结 均速率（用氧气产生量表示）是 必修第一册RJ黑白题0722.D 解析:据题图甲分析,温度为30C时该叶肉细胞叶绿体消耗CO. 照强度为a时,对于人参(题图中曲线B)而言,光合速率与呼吸速率 的速率(净光合速率8+呼吸速率2)与40C(净光合速率5+呼吸逸 的比值(PR)为1.光照14h没有积累有机物,晚上进行呼吸作用消 率5)时的相同,均为10个单位,故温度为30C时该叶肉细胞叶绿体 耗有机物,一昼夜干重减少,而光照强度为a时,对于红松(题圈中画 吸收C0.的速率和40C时相同,A错误;题图甲中当温度超过40C 线A)面言,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)小于1.即净光合速亭 后.该叶肉细胞C0.吸收量大于0.说明净光合速率大于0.即光合速 小于0.因此人参和红松均不能正常生长,B错误;影响光合作用的外 率大于呼吸速率,B错误;题图乙中影响C、D、E三点光合速率的主 界因素主要是温度、光照强度、C0,浓度,而6点为人参的光饱和点 要环境因素相同,均为光照强度,C错误;D点为光补偿点,即光合速 温度为光合作用的最适温度25C,因此在5点之后,限制人参P/R 率与呼吸速率相等时的点,补充适量的无机盐可能导致光合速率上 增大的主要外界因素是CO.浓度,C正确;若将环境温度提高至 升,所需的光照强度减弱,题图乙中D点左移,D正确。故选D 3.C 解析:该实验只是在一定的KHCO.浓度范围内进行的测试,在此 30C.人参的光合作用会减弱,呼吸作用会增强,a点为光合速率等 于呼吸速率,所以其他条件不变,a点将右移,D错误。故选C. 范围内.随着KHC0.浓度的增大.叶小片的0.释放速率逐渐增大.但 2.C 解析;据题表可知,该实验的自变量为光照强度,因变量为C0.的 无法推断其他浓度下叶小片的0.释放速率随KHCO.浓度的变化情 吸收量,温度和一定的C0.浓度属于无关变量,A正确;光照强度为 况,A错误;本实验的自变量是KHCO.的浓度以及对叶片的处理方式. B错误;加入清水组的叶小片中无0,释放,原因可能是光合作用产生 1kx时,甲植物的光合速率等于呼吸速率,但是植物体上有很多细胞 的0.通过细胞呼吸被消耗了.C正确:KHCO.浓度为0.05mol·L 不能进行光合作用,所以叶肉细胞中叶绿体释放0.的量大于线粒体洁 时,两组实验的0,释放速率存在差异的原因可能是差速离心组测得的 耗0.的量,B正确;若将乙植物的光照强度从9kx瞬间降到6kx时 短时间内光反应速率下降,为暗反应提供的ATP和NADPH减少.C 0.释放速率为总光合速率,而叶小片中测得的0.释放速率为净光合 速率,二者的不同主要在于有无呼吸作用消耗0。,D错误。故选C。 的还原受阻,但是C0.的固定正常进行,需要消耗C..叶绿体中C.含 4. ABD 解析:光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体基 量会降低.C错误;甲,乙两植物相比较,黑暗条件下甲C0.释放量为 质中进行,光反应为暗反应提供ATP和NADPH.ATP从叶绿体类奖 5.5mg·100 cn}.hl.乙c0.释放量为15mg·100 cm}.hl.甲植 体薄膜向叶绿体基质移动,A正确;光合作用暗反应的进行有光无光 物呼吸作用比乙弱,D正确。故选C 都可以,因此只要供给ATP和NADPH.叶绿体可在黑暗中将CO.转 3.B 解析:据题图分析,根据两条曲线的最高点可知,光合作用晦的最 变为糖,B正确;由于该实验在离体的叶绿体中进行,不存在细胞呼 适温度低于呼吸作用晦的最适温度,A错误;题图中阴影部分为5~ 吸,所以测出的O.释放速率为总光合作用速率.C错误;暗反应固定 35C时光合作用消耗量与呼吸作用产生量之间的差值,表示净光合 CO..消耗ATP与NADPH,所以阴影部分应该表示光反应产生量与 作用,该值大于0.B正确;题图中显示,温度高于35C以后,呼吸作 暗反应消耗量的差值,故可表示一个光暗交替的时间内NADPH和 用强度大于光合作用强度,植物将不能正赏生长,C错误:25~30% ATP的积累量,D正确。 时,光合作用强度与呼吸作用强度的差值较大,最适宜蔬菜生长 压轴挑战 D错误. 5.(1)细胞质基质、叶绿体、线粒体(2)不变 小于(3)①类囊体薄 4.B 解析:实验中温度.CO.浓度是影响樟子松幼苗光合速率的无关 膜 不能 ②光合作用增强 光化学滓灭率大于非光化学滓灭率 变量,需相同且适宜,A错误;由题图可知.8:00一10:00时段光合作 以热能形式散失植物吸收的过剩光能,减少自由基积累 用的总量比10.00-12:00时段少.故8:00-10:00时段林窗组幼苗 解析:(1)据题图1可知.温度为20C.当光照强度为6时,氧气的释 单位叶面积C0.消耗量小于10:00-12:00时段,B正确:12:00- 放速率>0.说明植物能进行光合作用和呼吸作用,则该植物叶肉纸 14:00时林窗组气孔阻力下降,但光合速率仍下降,说明与气孔阻力 跑中产生ATP的结构有细胞质基质、叶绿体、线粒体。(2)据题图1 的变化无关.C错误;将樟子松幼苗从林下移至林窗,光照增强,光反 可知,温度为30Cf光照强度是其光饱和点,若光照强度由/→g,光 应加快.产生的NADPH和ATP增多.C.的消耗增多.但生成的C.不 合速率基本不变,短时间内叶绿体中C.含量不变;据题图1可知,该 变,导致C.的含量减少,故短时间内C。的合成速率增加.D错误 植物在光照强度为c.温度为20C时氧气产生速率小干温度为30% 故选B。 时,即总光合速率前者小于后者,故温度为20C时的C0.还原速率 5.ABC 解析:分析题图:自变量为是否遮阴处理,因变量为净光合速 小于温度为30C时的C0.还原速率。(3)①分析题意,qN是热能耗 率,净光合速率=总光合速率一呼吸速率,由题图可知,遮阴组曲线与 散引起的荧光滓灭,称之为非光化学滓灭,结合题图2可知,非光化 横轴围成的面积小于对照组,说明遮阴组一天的光合积累量小于对 学滓灭随光照强度的增加而增加,与光反应相关,据此推测qN过程 照组。容器中C0.浓度基本保持不变,不能通过测定容器内C0.浓 发生的场所是叶绿体的类囊体薄膜;通过aN机制散失的能量属于热 度的变化速率绘制曲线,可通过测定容器内0.浓度的变化速率绘制 能散失的能量,不能被植物用于自身生长。②结合题图1.图2中,在 曲线,A错误;9-11时光照强度增强,净光合速率下降,光照强度不 光照强度为0-x时,随光照增强,非光化学滓灭增加,光化学济灭 是影响因素,可能是C0.吸收速率降低.13-17时,净光合速率下降 变小.说明用于光合作用的光能逐渐增多,荧光猝灭主要由光化学率 的主要影响因素是光照强度下降,B错误:遮阴组11-13时与15- 灭率大于非光化学滓灭率引起的;据题意可知,植物叶片吸收的过剩 17时净光合速率均大于0.说明光合速率大于呼吸速率,C错误:由 光能,会造成自由基等有害物质的积累,非光化学猝灭率随着光照强 题图可知,遮阴组曲线与横轴围成的面积小于对照组,说明遮阴组一 度的增强逐渐增大的生物学意义是以热能形式散失植物吸收的过霜 天的光合积累量小于对照组,D正确。故选ABC。 光能,减少自由基积累,从面减轻高强度光照对叶绿体结构的破坏 6.(1)景天科植物夜晚开启气孔吸收CO,以满足光合作用的需求,白天 专题探究3 环境因素对光合作用影响的 气孔关闭降低蒸腾作用,减少水分的散失,以适应高温干早天气 不 能 没有光反应为暗反应提供的ATP和NADPH(2)PEP和细胞 图表、曲线及实验分析 呼吸(3)基本不变(4)减少 光合作用吸收C0.的量大于呼吸 黑题 题化 作用释放C0.的量,使密闭容器内的C0.浓度逐渐减少,光合作用速 1.C 解析:结合分析可知,人参是阴生植物,光饱和点低,红松为阳生 率逐渐下降(5)6x10-*mol·min- 植物,光饱和点高,故曲线A表示红松,曲线B表示人参,A错误;光 解析:(1)由于景天科植物晚上气孔开放,吸收C0.储存起来,白天气 必修第-册·BJ黑白题26 孔关闭,防止蒸腾作用散失过多的水分,因此该植物比较能适应炎热 大于呼吸作用强度,C正确;第四组藏菜总光合作用强度可看作为1+ 干早的生活环境。因为夜晚没有光反应为暗反应提供的ATP 1+1=3m.即合成葡萄糖总量为3m.D正确。故选B 和NADPH.该类植物夜晚吸收的C0.不能合成葡萄糖。(2)由题图 3.C 解析:据题图分析:实线表示C0.的吸收速率.即净光合速率,成 1可知,景天科植物光合作用固定的CO.来源一方面是PEP,另一方 线表示CO.的产生速率,即细胞呼吸速率。总光合速率=净光合速 面来自线粒体,即细胞呼吸作用。(3)景天科植物白天苹果酸转化 率+呼吸速率,据此分析作答。1.时刻,该植株固定C0.的速率为总 为CO..参与卡尔文循环,C0.充足,不是限制光合作用的因素,白天 光合速率,即总光合速率=净光合速率+呼吸速率=10+2=1 适当提高C0.浓度,光合作用速率基本不变。(4)a点之后植物受到 ng·h,A错误;1.时刻,该植物净光合速率大于0.有有机物的积 光照,光反应增强,NADPH和ATP生成量增多,因此短时间内C,还 累,B错误;密闭容器内C0.的含量一定,随着光合作用的进行,C0 原变快,含量减少。5-15min内,光合作用吸收C0,的量大于呼吸 浓度逐渐降低,所以1一.时间段,植株的净光合速率逐渐下降.C正 作用释放C0.的量,使密闭容器内的C0.浓度逐渐减少.光合作用速 确:1.时刻之后,植株的光合速率等于呼吸速率.容器中C0.浓度化 率逐渐下降,氧气增加速率减小。(5)由0-5min氧气下降速率可 持不变,D错误。故选C。 知,小麦叶片呼吸作用速率为(1+5)x107=2xl0-*mol·min.由5- 4.A 解析:分析题干信息可知,本实验的目的是探究不同温度对光合 15min氧气增量可求得净光合速率为(4+10)x10*= 作用的影响,实验的原理是当叶圆片被抽取空气沉入水底后,光合作 4x10-*mol·min-}.真正光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用 用大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累,使叶圆片的浮力增 速率=6x10-*mol·min. 加,叶圆片上浮,根据上浮的时间判断出光合作用的强弱。根据叶圆 □解题思路 片上浮的原理可知,叶圆片上浮至液面的时间可反映净光合速率的 相对大小.A正确;a-b段,随着水温的增加.叶圆片上浮所需的时间 题图1中疫间气孔开放,吸收的C0,生成革果酸储存在液泡中, 缩短,说明氧气产生速率加快,光合速率逐渐增大,B错误:根据 即图中A过程:白天气孔关闭,液池中的苹果酸经脱竣作用释放 A项分析可知,上浮至液面的时间可反缺净光合速率的相对大小,面 C0.用于光合作用,即图中B过程。图2中a点之前没有光照,无 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由于温度变化也会影响呼吸 光合作用,只进行细胞呼吸,a点之后开始进行光合作用。 商的活性,所以叶片真正光合作用的最适温度不一定位于b~e段 C错误;根据题意可知,不同温度条件下的实验组中含有等浓度 专题探究4 呼吸作用和光合作用的综合 的NaHCO,溶液,所以在e~d段,不是由于NaHCO.浓度下降.C0.减 少导致上浮时间延长,而是温度过高,导致光合作用藤活性降低,使 叶圆片上浮所需要的时间延长,D错误。故选A。 1.A 解析;根据题意和题图分析可知:a点时光照强度为0.只进行呼 5.D 解析;光呼吸需要有光才能发生,细胞呼吸有光无光均能发生. 吸作用,因此对应的值为呼吸作用强度;e点达到光饱和点,对应的 A正确;当光合作用的光反应强于暗反应时,产生的氧气较多,容易 值为净光合速率,而净光合速率=真正光合速率-呼吸速率,在温度 导致光呼吸发生,B正确;由题意可知光呼吸是植物对强光和低C0 改变时,温度改变了醇的活性,进而影响光合作用和呼吸作用速率 环境的一种适应机制.C正确;抑制光呼吸,难以消除PC和自由基等 a点时植物只进行呼吸作用,有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP,所 对细胞的毒害,并不能大幅度提高光合作用强度,D错误。故选D. 以该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒 6.(1)C.H0+60.+6H.o-6C0.+12H:0+能量 高于(2)2号 体,A错误;由题图可以看出,光照强度为0时,a点对应的值即为吁 装置应以LED灯为唯一光源 (3)注人 吸出 a+ 1号装置中 吸速率,是5m·100em}叶·h.B正确;据题图可知,在c点光照 0.浓度越来越低,2号装置中0.浓度越来越高,0.浓度会影响呼吸 强度下植物的净光合速率为10mg·100cm}叶·h-ì),则每 作用强度 100cm叶片一昼夜中C0.的净吸收量=光照时净光合作用总量-黑 解析:分析题干信息可知;本实验的目的为“研究光照强度对虎耳草 暗时呼吸作用量=10x11-5x13-45mg.C正确;若将温度提高到 光合作用强度的影响”,故实验的自变量为光照强度,因变量为光合 30C.光合作用活性下降,光合速率下降,而呼吸作用晦活性上 作用强度,可通过液滴的移动进行测定。(1)由于装置1是在黑暗条 升,呼吸速率上升,因此要达到光补偿点,必须增强光照,即b点右 件下放置的,故植物只能进行呼吸作用,则化学反应式为CH.。0。+ 移,而净光合作用量=光合作用总量-呼吸作用量,此值将减小,c点 60.+6H0-,6co.+12H:0+能量:装置2中有光照,故植物可进行 下移,D正确。故选A 光合作用和呼吸作用,若红色液滴静止不动,则表示装置中气体的产 2.B 解析:题表数据显示:各组叶片暗处理后减轻的重量就是其呼吸 生量与消耗量相同,则此时植株的光合作用强度与呼吸作用强度相 作用强度,随温度升高,叶片呼吸作用强度先增大后减小,这主要是 等,但因植物有些细胞无法进行光合作用,故此时叶肉细胞中的光合 温度升高,与呼吸作用有关的梅的活性先增强后减弱导致的,相比之 作用强度高于呼吸作用强度。(2)实验设计应遵循对照原则和单一 下29C暗处理后植物质量减少最明显,说明该波菜呼吸作用的最 变量原则,参照实验设计可知,本实验中的变量不唯一:有无光照以 适温度约为29C。光照后与暗处理前质量变化中包含三部分,一是 及光照强度的不同。故应改进实验,即2号装置应以LED灯为唯一 弥补暗处理后减少的重量,二是呼吸作用消耗的有机物量,三是光照 光源。(3)真正的光合作用产生0.量=净光合作用产生的0.量+叫 后增加的重量。相比之下29C暗处理后植物重量减少最明显,说明 吸清耗的0.量,由干装置1中有C0,缓冲液,故装置1中气体是减少 该植物呼吸作用晦的最适宜温度约为29C.A正确:光照后与暗处 的,减少的量即为0.的消耗量,故在装置1中应注入气体amL;同 理前质量变化=总光合作用制造有机物的量一两小时呼吸消耗有机 理,装置2中的气体量是增加的,增加的量即为0.的释放量,故装 物的量,第一、二、三组夜菜叶肉细胞每小时合成的有机物质量分别是 置2应吸出气体bmL;则实验过程中虎耳草真正的光合作用产生0 3+1+1=5mg、3+2+2=7mg和3+3+3=9mg,则其净光合作用强度可分 的量是(a+)mL;由题干信息可知,两个装置中所用虎耳草的生长状 别看作为5-1=4mg,7-2=5mg和9-3=6ng,所以这三组植物释放的 况相似,故1号和2号装置中的虎耳草呼吸作用强度不相等的原因 氧气量不相等,B错误;第四组波菜总光合作用强度可看作为14141= 可能是1号装置中0.浓度越来越低,2号装置中0.浓度越来越高 3mg.呼吸作用强度可看作为1mg,所以光照时,第四组光合作用强度 0.浓度会影响呼吸作用强度 正本参考答案 黑白题27