第3章 第4节 第1课时 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（苏教版2019）

第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 第1课时 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 学习目标 1．阐述影响光合作用的环境因素。　　　 2．说明影响细胞呼吸的环境因素。　　　 3．能够运用曲线模型分析各种环境因素影响光合作用和细胞呼吸的原理。 CONTENTS 目录 1 2 4 知识点(一)　影响光合作用的环境因素 知识点(二)　影响细胞呼吸的环境因素 课时跟踪检测 3 课堂小结与随堂训练 NO.1 知识点(一)　影响光合作用的环境因素 教材知识梳理 1．光照——光照强度和光质 (1)光合速率：可用单位时间单位叶面积上的CO2____________或O2_____________来表示。 固定量 释放量 (2)验证光照强度影响植物光合作用的实验 自变量 __________，通过灯泡(光源)与黑藻之间的__________来控制 无关变量 CO2浓度、温度等 因变量 黑藻1 min内产生的________ 实验结论 在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而_____；当光照强度达到某一定值后，光合速率__________ 光照强度 不同距离 气泡数 增加 不再增加 (3)探究不同光质的光对植物光合作用影响的实验 暗处理 目的是消耗叶片内原有的______ 自变量控制 不同颜色的光。蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过____光、____光和____光 因变量检测 叶片在隔水加热的_____中脱色，然后滴加____ 实验结论 植物在___光和__光下产生的淀粉较多，光合速率____ 淀粉 蓝 红 绿 酒精 碘液 红 蓝 更高 2.CO2浓度 在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而____，在CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率也_________。 3．温度：通过影响_________来影响光合速率。 增加 不再增加 酶活性 4．水和无机盐 (1)水是光合作用________阶段的原料，充足的水分能直接影响植物的光合速率。 (2)氮素是_______、核酸的组成成分，充足的氮素供应可以促进叶面积的_____和叶数量的_____，从而增加___________，间接地影响植物的光合速率。 (3)镁是________的组成成分，适时补充镁元素可以促进叶绿素的合成，从而影响光合速率。 光反应 蛋白质 增大 增多 光照面积 叶绿素 影响光合速率的曲线分析 1．光照强度 核心要点点拨 图示 解读 (1)原理：影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应； (2)应用：温室大棚适当提高光照强度(如阴天时补光)可以提高光合速率 续表 2．温度 图示 解读 (1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用； (2)应用：①大田中适时播种； ②温室中，适当增加昼夜温差，保证植物有机物的积累 3．CO2浓度 图示 解读 (1)原理：直接影响暗反应速率； (2)应用：①大田中增加空气流动，以增加CO2浓度，如“正其行，通其风”； ②温室中可增施有机肥，以增大CO2浓度 4．各种环境因素对光合作用的综合影响 图示 解读 光照强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的，在温度较高(如曲线①)或CO2浓度较高(如曲线②)的情况下，光照强度对光合速率的影响就比较显著，而任何一个因素的减弱都可能限制光合作用 经典考题探究 [例1]　(2024·泰州中学期末)下列有关影响光合作用的因素，说法正确的是(　 ) A．正常情况下，光照影响光反应，不影响暗反应 B．光反应进行不需要水的参与 C．CO2浓度影响暗反应速率，不影响光反应速率 D．氮、磷、镁、铁等元素的缺乏会影响光合作用 √ [解析]　正常情况下，光照影响光反应，进而影响暗反应，A错误；在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2，B错误；CO2浓度影响暗反应速率，进而影响光反应速率，C错误；氮、磷、镁、铁等元素是植物生长的必需元素，如果缺乏会影响细胞内一些化合物的合成，进而影响光合作用，D正确。 [例2]　下图甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围。下列分析错误的是(　 ) A．由图甲可知：不同温度条件下，小麦光合作用的光饱和点不同 B．由图乙可知：P点时限制小麦光合速率的因素为光照强度 C．图甲可解释小麦在冬季和春季光合速率的不同 D．图丙从强光照变为弱光照时，短时间内小麦细胞中的C3含量下降 √ [解析]　光饱和点是指达到最大光合速率时所需要的最小光照强度，由图甲可知，不同温度条件下，小麦光合作用的光饱和点不同，A正确；图乙中P点在不同CO2浓度下光合速率相同，且P点之后的一定范围内，随着光照强度增强，光合速率增加，故P点时限制小麦光合速率的因素为光照强度，B正确；图甲中探究了光照强度和温度对光合速率的影响，春季和冬季的温度、光照强度均不同，对光合速率的影响不同，故图甲可解释小麦在冬季和春季光合速率的不同，C正确；图丙从强光照变为弱光照时，光反应产生的NADPH和ATP减少，C3的还原速率减慢，短时间内CO2固定形成C3的速率不变，故小麦细胞中的C3含量升高，D错误。 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)同一植物的光饱和点固定不变( ) (2)温度主要通过影响光合作用相关酶的活性而影响光合速率( ) 层级训练评价 × √ (3)提供适宜浓度的无机盐，能防止植物缺乏症的发生，进而增强光合速率( ) (4)干旱条件下植物光合速率降低主要是因为光反应的原料水供应不足( ) (5)有些植物在夏季中午光合速率降低，是因为部分气孔关闭，CO2吸收减少( ) √ × √ (二)落实知能 2．在大棚栽培蔬菜过程中，不能提高光合作用强度的措施是(　 ) A．适当降低夜间温度 B．适时通风透气 C．适时增施有机肥 D．适当提高光照强度 √ 解析：光合作用在白天有光时才能进行，适当降低夜间温度，不能提高光合作用强度，A符合题意；适时通风透气，能增大二氧化碳浓度，促进光合作用暗反应，B不符合题意；适时增施有机肥，有机肥被分解时产生二氧化碳和含N、P的无机盐，促进光合作用，C不符合题意；适当提高光照强度能促进光反应，提高光合作用强度，D不符合题意。 3．(2024·苏北七市测评)下图为不同光照强度下叶肉细胞内线粒体和叶绿体间CO2的交换情况。相应序号下的光照强度与叶肉细胞光补偿点的大小关系，对应错误的是(　 ) A．①＜光补偿点 B．②＜光补偿点 C．③＞光补偿点 D．④＞光补偿点 √ 解析：①表示呼吸速率大于光合速率，所以①＜光补偿点，A正确；②表示细胞只进行呼吸作用，则②＜光补偿点，B正确；③表示呼吸速率等于光合速率，则③＝光补偿点，C错误；④表示呼吸速率小于光合速率，则④＞光补偿点，D正确。 4．将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(　 ) A．此装置中光合作用所需CO2来自外界环境和自身细胞呼吸 B．向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，NADPH含量下降 C．突然改用等强度红光照射，短时间内C3含量上升 D．改变悬浮液中pH对氧气释放无影响 √ 解析：离体叶绿体只进行光合作用，所需CO2只来自外界环境，A错误；向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，可使溶液中用于光合作用的CO2含量增加，生成的C3增加，进而使C3被还原时消耗的NADPH增加，导致NADPH含量下降，B正确；突然改用等强度红光照射，则叶绿体色素吸收利用的光能增多，导致光反应产生的NADPH和ATP增加，使C3的还原增强，消耗的C3增加，短时间内C3的生成量不变，所以短时间内C3含量下降，C错误；产生氧气的光反应需要酶的催化，而酶的活性受pH影响，因此改变悬浮液中pH对氧气释放有影响，D错误。 5．[多选]紫菜是一种广受欢迎的多细胞藻类，被用于制作食品、药品和化妆品等。现以紫菜为材料进行实验，探究光照强度对其光合速率的影响，其他条件均适宜，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　 ) A．单位时间内c点产生O2的量低于b点 B．提高实验温度，b和c点都有可能会下降 C．紫菜的光合速率随光照强度增加而升高 D．a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度 √ √ 解析：c点的CO2浓度为0.03%，而b点的CO2浓度为1%，从图中可看出，单位时间内c点CO2的固定量低于b点，因此c点产生O2的量低于b点，A正确；提高实验温度，b和c点都有可能会下降，因为此时实验温度为适宜温度，B正确；在一定范围内，光合速率随光照强度增加而升高，当超过一定范围则不再升高，C错误；a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是光照强度，D错误。 (三)迁移应用 6.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度变化的趋势如下图所示。回答下列问题： (1)绿色植物光合作用暗反应利用光反应产生的________和____________，在______________中将三碳化合物转变为糖类等有机物。温度通过影响____________进而影响光合作用。 (2)甲、乙两种植物中，更能适应高温环境的植物是________，判断的依据是_________________________________________。 (3)若在35 ℃恒温条件下分别培养植物甲和植物乙一昼夜(12小时光照、12小时黑暗)，根据图示信息不能确定两者一昼夜有机物积累量的多少，原因是____________________________________________。 (4)进一步研究发现，45 ℃恒温条件下增加空气湿度可以有效提高植物乙的净光合速率，据此推测，45 ℃时导致植物乙净光合速率下降的主要原因最可能是_________________________________。 解析：(1)叶绿体基质中，在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。温度通过影响酶活性影响光合作用。(2)分析曲线图：随温度变化，植物净光合速率变化，植物甲光合作用最适温度约在45 ℃左右，植物乙光合作用最适温度约在33 ℃左右，且在高于35 ℃时，植物甲的净光合速率大于植物乙，说明此时植物甲积累有机物更多，更能适应高温环境。 (3)在35 ℃恒温条件下，植物甲和植物乙的净光合速率相等，但是12小时的黑暗时间里，植物不进行光合作用，进行呼吸作用消耗有机物，根据题目无法判断两植物呼吸作用强度，因此无法比较一昼夜有机物积累量的大小。(4)45 ℃恒温条件，植物蒸腾作用较强，散失水分多，植物可能会关闭部分气孔减少水分散失，则吸收的CO2量减少，光合作用暗反应减弱，不利于植物制造有机物。增加空气湿度，有利于气孔打开，增加CO2的量，继而增强光合作用。 答案：(1)ATP　NADPH　叶绿体基质　酶活性　(2)甲　植物甲光合作用的最适温度高于植物乙，且温度高于35 ℃时，植物甲的净光合速率更大　(3)甲、乙两种植物的呼吸速率未知，不能确定黑暗条件下两者的有机物消耗量　(4)温度过高，蒸腾作用过强导致叶片气孔部分关闭，叶肉细胞吸收CO2的量减少 (四)科学探究 7．某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100 W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等材料为用具。回答下列问题。 (1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究____________________________________。在相同的时间内，用________玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收____________________光。 (2)可用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化，其理由是______________________________________________。 (3)若将黑藻从适宜温度转移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别______________，其主要原因是__________________________________。 解析：(1)选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同光质的光，可以用于探究不同光质的光对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组光合作用最弱，即O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光。 (2)CO2含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的CO2转化为有机物，即消耗了CO2，导致NaHCO3分解产生CO2，所以可以用精密试纸检测溶液pH来估算光合速率变化。(3)若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的空间结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。 答案：(1)不同光质的光对光合作用的影响　绿色　红光和蓝紫　(2)光合作用不断消耗CO2，导致NaHCO3的分解从而引起溶液pH的改变　(3)减弱、减弱　高温导致相关酶的活性减弱 NO.2 知识点(二)　影响细胞呼吸的环境因素 教材知识梳理 1．呼吸速率的含义 是植物_________强弱的一个重要指标，常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所_______或__________的量来表示。 细胞代谢 吸收O2 释放CO2 2．影响细胞呼吸的环境因素 温度 (1)机理：通过影响有关__________影响细胞呼吸。 (2)特点：①在一定的温度范围内，酶活性因温度的升高而_____，呼吸速率也会_____；到达最高值后，随着温度的升高而______。 ②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异。 ③植物细胞呼吸的最适温度一般____光合作用的最适温度 酶的活性 提高 增高 下降 高于 氧 (1)在氧浓度较低的范围内，植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而______，但增至一定程度时，呼吸速率_________。 (2)在______条件下，植物可短暂地进行无氧呼吸，但积累的_______________会对细胞产生毒害，最终常会使植物受到伤害。 (3)在以有氧呼吸为主的生物体内，随着氧浓度的提高，有氧呼吸会增强，无氧呼吸会有所_____ 升高 不再升高 缺氧 不完全氧化产物 减弱 续表 二氧化碳 当二氧化碳体积分数高于5%时，细胞呼吸明显受到_____ 含水量 在一定范围内，细胞呼吸速率随组织含水量的增加而_____ 抑制 增高 续表 影响细胞呼吸的环境因素曲线及应用分析 1．氧 核心要点点拨 曲线图示 曲线分析 由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。 ①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸； ②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸； ③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸； ④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，有利于储存粮食和水果 应用 ①中耕松土促进植物根部有氧呼吸； ②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境； ③低氧仓储藏粮食、水果和蔬菜 续表 2．温度 曲线图示 曲线分析 温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响细胞呼吸。在一定的温度范围内，呼吸速率随着温度的升高而增加；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使细胞呼吸减弱直至停止 应用：①低温储存食品；②大棚栽培在夜间和阴天适当降温；③温水和面发酵快 3．二氧化碳 曲线图示 曲线分析 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜 4.含水量 曲线图示 曲线分析 植物组织含水量与呼吸速率密切相关，在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止 应用：①粮食在收仓前要进行晾晒处理；②干种子萌发前进行浸泡处理 经典考题探究 [典例]　甲、乙两图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是(　 ) A．甲图中O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点 B．甲图中O2浓度为b时，对应乙图中CD段 C．甲图的a、b、c、d四个浓度中，c是最适合储藏苹果的O2浓度 D．甲图中O2浓度为d时没有酒精产生 √ [解析]　甲图中O2浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中O2浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段(不包括A点和C点)，B错误；储藏苹果应选择CO2释放量最少即细胞呼吸最弱时的O2浓度，对应甲图中的浓度c，C正确；O2浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)CO2浓度只会影响光合速率，不影响呼吸速率( ) (2)氧是细胞呼吸的必要条件( ) 层级训练评价 × × (3)同一植物细胞呼吸的最适温度和光合作用的最适温度相同( ) (4)O2浓度越高，细胞呼吸速率也就越高( ) (5)温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸的速率( ) × × √ (二)落实知能 2．细胞呼吸会消耗有机物，降低水果的营养价值。家庭贮藏新鲜水果的做法一般是将其置于4 ℃左右的冰箱冷藏室，这种做法的目的是降低环境温度以(　 ) A．降低细胞呼吸强度 　 B．增加有机物合成 C．提高细胞呼吸强度 　 D．减少有机物总量 √ 解析：温度能影响呼吸酶的活性，一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。根据温度对呼吸强度的影响原理，新鲜蔬菜、水果放入冰箱中，降低温度，使蔬菜的呼吸作用减弱，以减少呼吸作用对有机物的消耗，可延长保鲜时间，A符合题意。 3．研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖(葡萄糖、果糖等)的含量有明显的提高。下列推断合理的是(　 ) A．冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷 B．低温时细胞液浓度下降，有利于适应低温环境 C．低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境 D．低温使根细胞呼吸减弱，使根细胞吸收无机盐能力下降 √ 解析：冷害初期呼吸作用增强，有机物分解增多，释放能量增加，利于抵御寒冷，A错误；低温时细胞内自由水含量降低，细胞液浓度升高，有利于适应低温环境，B错误；低温使细胞内自由水的比例降低，结合水的比例上升，以避免气温下降时自由水过多，导致结冰而损害自身，C错误；低温使呼吸酶的活性降低，细胞呼吸减弱，提供能量少，细胞吸收无机盐能力下降，D正确。 4．如图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2＋和Si4＋的曲线。影响A、B两点吸收量差异与B、C两点吸收量差异的主要因素分别是(　 ) A．离子浓度、载体蛋白数量 B．离子浓度、呼吸作用强度 C．载体蛋白数量、离子浓度 D．载体蛋白数量、呼吸作用强度 √ 解析：分析题图曲线可知，A、B两点的氧浓度相同，有氧呼吸的强度相同，即供应的能量相同，因此影响A、B两点吸收离子量不同的原因是载体蛋白数量不同；B、C两点是番茄吸收Ca2＋数量随氧浓度的变化，C点氧浓度高，细胞呼吸加强，释放的能量多，所以运输Ca2＋数量多，即影响B、C两点吸收量的主要因素是呼吸作用强度，综上所述，D符合题意。 (三)迁移应用 5．(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　 ) A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP √ 解析：在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，说明此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；在无氧条件下，a～b时间内植物根细胞释放CO2，推测该时段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程，B正确；在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中，只有第一阶段释放能量，这两个过程的第一阶段相同，故消耗1分子葡萄糖，这两个过程生成的ATP相同，C错误；酒精跨膜运输的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，D正确。 (四)科学探究 6．酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺，某兴趣小组探究NaCl溶液浓度、pH和温度对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。 (1)在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌，无氧条件下培养一段时间后，培养液的pH会__________，原因是__________________ _____________________________________________________。 (2)不同浓度的NaCl溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如图所示。从图中分析可知，配制酵母菌培养液时，最好的做法是________________。 (3)探究pH对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中，把溶液pH由4.0提高到6.0，酵母菌的无氧呼吸速率明显下降，最可能的原因是____________________________________。 解析：(1)酵母菌在无氧条件下会产生酒精和二氧化碳，二氧化碳进入培养液，生成碳酸，使培养液pH降低。(2)从图中可以看出，随着NaCl溶液浓度的增加，气体产生速率降低，说明NaCl抑制了酵母菌的无氧呼吸，因此配制酵母菌培养液时，最好不添加NaCl。(3)pH影响酶的活性，pH升高(由4.0提高到6.0)，可能会使与酵母菌无氧呼吸有关的酶活性降低，导致无氧呼吸速率降低。 答案：(1)下降　酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳进入培养液，使培养液pH降低　(2)不添加NaCl　(3)pH升高，与酵母菌无氧呼吸有关的酶活性降低 NO.3 课堂小结与随堂训练 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1．光合速率可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。 2．光照强度会影响光合速率。在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应增加；当达到某一定值后，光照强度即使继续增强，光合速率也不再增加。 3．CO2是光合作用的原料之一。在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而增加，在CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。 4．温度对光合作用中酶活性的影响很大，因而对光合速率也有明显的影响。 5．呼吸速率是植物细胞代谢强弱的一个重要指标，常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。 6．在自然条件下，影响细胞呼吸的环境因素很多。环境的温度，空气中的O2浓度、CO2浓度都会影响细胞呼吸。 三、素养好题训练 1．(2024年1月·安徽高考适应性演练)下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是(　 ) A．乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质 B．酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质 C．黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长 D．地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏 √ 解析：二氧化碳会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，乳酸发酵不会产生二氧化碳，A错误；酵母菌无氧呼吸会产生酒精，使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，B正确；黏土掺沙会增加氧气含量，有利于农作物根细胞有氧呼吸，从而促进根系生长，C正确；地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于贮藏，D正确。 2．科学家研究发现，在正常条件下，H2S能提高拟南芥叶肉细胞中的叶绿素含量；在干旱条件下，H2S还可以促进RCA(参与二氧化碳固定的酶)的合成。下列说法错误的是(　 ) A．在一定范围内提高H2S的含量，有利于拟南芥光合作用的进行 B．正常条件下，施用H2S和含镁的肥料可以促进叶绿素的合成 C．在保证CO2供应充足的条件下，随光照强度的增加，光合速率会一直增加 D．在干旱条件下，施用H2S组比对照组拟南芥的长势要好 √ 解析：分析题意，H2S能提高拟南芥叶肉细胞中的叶绿素含量，而叶绿素能够吸收传递、转化、利用光能，故在一定范围内提高H2S的含量，有利于拟南芥光合作用的进行，A正确；H2S能提高拟南芥叶肉细胞中的叶绿素含量，而镁离子参与构成叶绿素，故正常条件下，施用H2S和含镁的肥料可以促进叶绿素的合成，B正确；光合速率在达到光饱和点后不再随光照强度的增加而增加，影响因素可能是酶等，C错误；在干旱条件下，H2S还可以促进RCA(参与二氧化碳固定的酶)的合成，通过促进暗反应而提高光合速率，故在干旱条件下，施用H2S组比对照组拟南芥的长势要好，D正确。 3．为明确蓝莓枝条不同部位的耐低温能力，科研人员利用人工模拟低温胁迫的方法研究了蓝莓1年生枝条尖端(茎尖)、1年生枝条基端(茎基)和2年生枝条(茎)在低温胁迫下的总呼吸速率(只考虑有氧呼吸)，相关实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　 ) A．可在无光条件下测定相应处理部位的耗氧速率来表示总呼吸速率 B．由图可知，1年生茎尖较1年生茎基对低温胁迫更加敏感 C．茎尖细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中 D．2年生茎总呼吸速率随温度下降而下降与线粒体中分解葡萄糖的酶活性降低有关 √ 解析：由于只考虑有氧呼吸，故可以在无光条件下用植物细胞的耗氧速率来表示细胞的总呼吸速率，A正确；由图可知，随着温度的降低，1年生茎尖总呼吸速率下降的幅度更大，说明其对低温胁迫更敏感，B正确；有氧呼吸中产生的能量大部分以热能形式散失，小部分储存在ATP中，C正确；线粒体中不含有分解葡萄糖的酶，D错误。 4．[多选]为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用，研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度，然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组，通过不同遮光处理一周后，测得结果如下表所示。下列分析正确的是(　 ) 处理 光照强度/(μmol/m2·s) 叶绿素含量(SPAD) 净光合作用/(mg·g－1) 无遮光处理(A组) 1 292.7 40.9 25.4 红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7 蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2 黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2 A．导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光质 B．将处理后的D组棉花分别置于不同遮光环境中，黄色透光膜下的棉花叶光合速率最高 C．将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下，叶绿体中生成NADPH最多的是D组 D．棉花叶片中吸收红光的光合色素主要是叶绿素 √ √ √ 解析：不同的透光膜透过的光的光质不同，光照强度不同，进而导致了净光合作用不同，故导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长，A正确；由于不同环境中的呼吸速率未知，故无法判断哪种透光膜下棉花叶的光合速率最高，B错误； 不同的处理条件下，D组叶绿素含量最高，故推测将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下，D组吸收的光能最多，光合作用最强，叶绿体中生成NADPH最多，C正确；绿色植物的叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b，这两种色素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，D正确。 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A级——基础综合练 1．下列不能作为提高温室内作物产量措施的是(　 ) A．适当降低温室内CO2浓度 B．保持合理的昼夜温差 C．增施有机肥 D．适当延长光照时间 √ 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 解析：适当升高温室内CO2浓度才能提高作物产量，A错误；保持合理的昼夜温差，有利于有机物的积累，可提高作物产量，B正确；增施有机肥，可提供CO2及无机盐，可提高作物产量，C正确；适当延长光照时间增加光合产物，可提高作物产量，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.如图是番茄种子萌发过程中的干重变化曲线，测定过程中条件适宜。第6天子叶展开，第9天幼叶出现。下列对该曲线的分析，正确的是(　 ) A．0～6天，种子始终进行无氧呼吸 B．6天之前，萌发种子尚未开始进行光合作用 C．6～9天，有机物的种类可能增加 D．6天之前，萌发种子的鲜重不断降低 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：0～6天，种子既进行无氧呼吸，也进行有氧呼吸，A错误；第6天子叶展开，6天之前，萌发种子已经开始进行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率，B错误；6～9天，种子形成幼叶过程中，合成很多有机物，因此有机物种类可能增加，C正确；6天之前，萌发种子的干重不断降低，但无法判断其鲜重是否降低，D错误。 3．垂柳和旱柳是常见的绿化树种，园林工作者对垂柳和旱柳的光合作用进行了研究，结果如图。下列叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．随着光照强度增加，垂柳的光合速率一直增强 B．相同光照强度下，旱柳的二氧化碳吸收量比垂柳多 C．随着光照强度增加，旱柳释放的氧气比垂柳少 D．二氧化碳吸收量为0时，垂柳不进行光合作用 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 解析：据图可知，在一定范围内，随光照强度的增强，两种柳树的光合速率均逐渐增加，光照增强到一定程度，光合速率就不再增强，A错误；由题图曲线可知，B错误；在相同光照强度下，旱柳的二氧化碳吸收量少，其净光合速率低，旱柳释放的氧气比垂柳少，C正确；二氧化碳吸收量为0时，光合作用和呼吸作用速率相等，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.如图，纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．若a代表CO2释放量，则f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变 B．若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2 C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体 D．若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下移动 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：c点时的光照强度为0，纵坐标对应的数值表示呼吸速率，a可代表CO2释放量，图中e点表示光饱和点对应的CO2释放量，故f点以后提高光照强度，光合作用强度将不再增加，但是当光照太强时会引起气孔关闭，导致光合作用减弱，A错误；若a代表O2吸收量，d点表示光补偿点，即此时植物的光合作用产生的O2量与细胞呼吸消耗的O2量相等，植物只有叶肉细胞等可以进行光合作用，而植物的所有细胞都可以进行细胞呼吸，因此d点叶肉细胞吸收的O2量少于释放的O2量，B错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 c点时，光照强度为0，此时植物只能进行细胞呼吸，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，C错误；若a代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光合速率可能增加，光饱和点对应的CO2释放量(e点)增大，向右下移动，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5．实验小组将等量的某植物种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中(底物是葡萄糖)，1小时后，测出容器中O2和CO2的变化情况如下表，据表分析以下叙述，正确的是(　 ) O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25% O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7 CO2释放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．在O2浓度为0～3%时只进行无氧呼吸 B．有氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强 C．在O2浓度为5%时，种子只进行有氧呼吸 D．在无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在产生的乙醇中 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：O2浓度为0～3%之间时，O2吸收量小于CO2释放量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A错误；据表格可知，O2浓度大于15%后，随着O2浓度的上升，细胞呼吸强度不变，B错误；在O2浓度为5%时，CO2的释放量和O2的吸收量相等，种子只进行有氧呼吸，C正确；无氧呼吸分解葡萄糖产生乙醇的过程中释放的能量，一部分转移至ATP，一部分以热能形式释放，其余的存留在乙醇中，D错误。 6.[多选]科研人员取若干长势相同的绿色植物，随机均分成三组，分别置于相同的密闭透光玻璃罩内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内O2的增加量如图所示，下列叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．甲、乙、丙装置中植物的光合作用产物有淀粉和蔗糖 B．三组中光照强度为a时，光合作用强度很弱 C．丙组装置内照光后的CO2含量比照光前高 D．本实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：植物光合作用的产物有淀粉和蔗糖，A正确；光照强度为a时，氧气增加量较小，说明光合作用强度较弱，B正确；丙组装置内O2含量增加，说明光合作用强度大于呼吸作用强度，植株要吸收CO2，因此丙组装置内照光后CO2含量比照光前低，C错误；本实验的自变量是光照强度，因变量是O2的增加量，且光合作用强度可用O2的增加量表示，所以本实验能够反映光合作用强度与光照强度的关系，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7．[多选]甲图中，A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗(光照对呼吸作用无影响)，气球可膨胀、收缩(气球始终浸没在水中)；其中B已死亡。气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变)，初始时指针指向正中0的位置，指针会因两侧气球的沉浮变化而发生偏转。乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线，每次实验后指针复零，不考虑灯泡温度。下列相关描述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．在适宜光照条件下，指针将向右偏转 B．该实验的自变量为光照强度，c点的含义为单位时间内O2释放量最大 C．f点与d点细胞呼吸速率大于光合速率，指针的偏转方向相同 D．ce段说明随着灯泡到水面距离的增大，单位时间内O2释放量先减少后增加 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：在适宜光照条件下，A幼苗净光合作用速率大于0，气球膨胀，浮力增大，B已经死亡，所以指针将向右偏转，A正确；乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系，灯泡到水面的距离决定了光照强度，该实验的自变量为光照强度，c点时指针右偏到最大格数，即净光合速率最大，即单位时间内O2释放量最大，B正确；据图乙，d点指针右偏，f点指针左偏，d点细胞光合速率大于呼吸速率，f点细胞呼吸速率大于光合速率，C错误；ce段说明随着灯泡到水面距离的增大，指针向右偏转的格数逐渐减小，单位时间内O2释放量逐渐减少，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8．(12分)草莓是一种阴生植物，适当遮光有利于提高草莓的光合效率。某生物兴趣小组研究了遮光处理对草莓叶片光合作用的影响。选取生长状况相似的二叶期草莓幼苗若干，均分为对照组和实验组，实验组用遮阳网(网内光强为自然光强1/3左右)进行处理。将两组草莓幼苗在相同且适宜的其他条件下培养至植株长出6片叶，测得其净光合速率在一天中的变化如图甲所示；测得草莓固定CO2的效率和CO2补偿点如图乙所示。请回答： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)实验组在图甲所示时间范围内有机物累积总量显著________对照组，判断依据为______________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 该结果并不支持“遮光会提高草莓光合作用效率”的结论，可能的原因是______________________________________________。 (2)根据图乙结果，实验组利用CO2的效率降低，可能的原因是遮阴使叶片温度降低，导致__________________________。 (3)某同学推测，适当遮光可能导致叶绿素含量增加，以适应弱光环境。请设计实验验证该同学的推测是否正确，请写出简要的实验思路：______________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：(1)据图甲分析可知，遮光组实验的时间段内二氧化碳的吸收总量低于对照组，说明其有机物积累总量小于对照组。该结果并不支持“遮光会提高草莓光合作用效率”的结论，可能的原因是实验中设定的遮光比例不恰当，可对遮光比例进行调整进一步研究。(2)由图乙可推测遮阴处理使叶片温度降低，导致光合作用相关(如催化CO2固定的相关)酶活性降低，所以遮阴可以显著提高其CO2补偿点，降低固定CO2的效率。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)探究适当遮光可能导致叶绿素含量增加，以适应弱光环境的实验，需要提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓叶片中的光合色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 答案：(1)低于　在实验时间内，实验组吸收的CO2总量少于对照组　实验中设定的遮光比例不恰当　(2)光合作用相关酶的活性降低　(3)提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下的草莓等量叶片中的光合色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 B级——应用创新练 9．科研人员分别在不同时间干旱胁迫条件下对3个葡萄品种(贝达、夏黑、晨香)的叶片叶绿素含量进行测定，以探究不同葡萄品种对干旱条件的反应，部分实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．用纸层析法分离色素，与其他两个品种相比，干旱处理下“夏黑”绿色色素带最窄 B．干旱胁迫可能促进叶绿素的分解并抑制叶绿素的合成 C．干旱胁迫24 h、96 h，“晨香”“贝达”叶片的光合速率相等 D．干旱胁迫条件下葡萄的呼吸速率可能会降低 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：由图可知，干旱处理下“夏黑”叶绿素含量最低，故用纸层析法分离色素，与其他两个品种相比，干旱处理下“夏黑”绿色色素带最窄，A正确；根据题图信息，随着干旱胁迫时间延长，叶绿素含量逐渐降低，推测干旱可能促进叶绿素的分解，并抑制叶绿素的合成，B正确；干旱胁迫24 h、96 h，“晨香”“贝达”叶片的叶绿素含量相等，但影响光合速率的因素还有其他因素，故不能说明二者的光合速率相等，C错误；干旱胁迫条件下，葡萄为减少有机物的消耗，可能会降低呼吸速率，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 10．科学家研究发现，不同时间采收的苹果都会或早或迟出现一个呼吸高峰，同时伴随着果实成熟的现象，果实这一由生长转向衰老的转折点，被称为跃变期。只要发育进入这一临界期，呼吸速率就会急速上升达到最高值，磷、氧比值[呼吸过程中无机磷酸(Pi)消耗量(即生成ATP的量)和氧消耗量的比值]发生明显变化，而后缓慢下降。与此同时，伴随着一系列的成熟生理变化的发生，根据呼吸变化的类型，把果实划分为跃变型和非跃变型两类。下列有关叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．呼吸高峰时，线粒体的磷、氧比值增高，蛋白质等分子磷酸化减慢 B．在苹果果实成熟的过程中，叶片的光合产物可转运至果实中部分用于呼吸作用 C．低温储存蔬菜的主要原理是低温下蔬菜呼吸速率降低，有机物耗损减少 D．若跃变前抑制果实成熟过程，则呼吸跃变将被抑制或延迟 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：呼吸高峰时，线粒体的生理活动极为活跃，合成反应旺盛进行，磷、氧比值增高，ATP为生命活动提供能量增多，(载体)蛋白质等分子磷酸化加快，A错误；叶肉细胞可进行光合作用，其光合产物可转运至果实处供果实细胞进行呼吸作用，B正确；低温条件下，呼吸作用强度减弱，有机物耗损减少，C正确；若跃变前抑制果实成熟，从而抑制呼吸高峰的出现，会导致呼吸跃变被抑制或延迟，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11．(13分)(2023·河北高考)为探究不同条件对绣球光合作用的影响，科研人员将长势相同的绣球置于不同环境条件下测定其CO2吸收量(单位：mg·dm－2·h－1)，结果如表所示。回答下列问题。 光照强度 土壤含水量 30% 50% 70% 强光组 13.3 13.9 14.5 中等光强组 19.3 20.4 21.5 弱光组 10.1 11.1 12.3 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)该实验的自变量是________________________。由实验结果可知，对绣球光合速率影响较大的因素是__________，判断依据是_________________。 (2)与中等光强组相比，强光组光合速率下降的原因可能是强光损伤了光合结构，使光反应减弱，为暗反应提供的________________减少，从而导致光合速率降低。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)不同光照条件下，适当提高土壤含水量均能提高绣球光合速率，其原因是_______________________________________________ ____________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：(1)分析表中数据可知，该实验的自变量有土壤含水量和光照强度。同等光照强度下，不同土壤含水量条件下的绣球的CO2吸收量相差不大，而在土壤含水量相同时，不同光照强度下该植物的CO2吸收量相差较大，说明光照强度对绣球的光合速率影响较大。(2)强光照损伤了光合结构，导致光反应减弱，产生的ATP和NADPH减少，从而导致暗反应也减弱，光合速率降低。(3)缺水会导致气孔关闭，适当提高土壤的含水量，可以使气孔的开放程度提高，进入气孔的CO2增多，为暗反应提供的原料增多，从而提高光合速率。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 答案：(1)土壤含水量和光照强度　光照强度　光照强度变化引起的光合速率变化量比土壤含水量变化引起的光合速率变化量大　(2)NADPH和ATP　(3)适当增大土壤含水量，使气孔开放度提高，进入气孔的CO2增多，光合速率提高 本课结束 $$