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第四節　影響光合作用和細胞呼吸的環境因素
[學習目標]　1.分析影響光合作用的環境因素。2.說明影響細胞呼吸的環境因素。3.舉例說明光合作用和細胞呼吸原理的應用。
一、影響光合作用的環境因素
1．光合速率：可以用單位時間單位葉面積上的CO2固定量或O2釋放量來表示。
2．光照
(1)驗證光照強度影響光合作用的實驗
①自變量：光照強度；通過燈泡與黑藻之間的不同距離來控制。
②無關變量：二氧化碳濃度等。
③因變量：1 min內黑藻產生的氣泡數。
④實驗結論：在一定范圍內，光合速率隨著光照強度的增強而相應增加；當光照強度達到某一定值后，光合速率不再增加。
(2)探究光質對光合作用影響的實驗
①暗處理目的：消耗葉片內原有的淀粉。
②自變量控制：不同顏色的光。藍色、紅色、綠色的玻璃紙分別透過藍光、紅光和綠光。
③因變量檢測：葉片在隔水加熱的酒精中脫色，然后滴加碘液。
④實驗結論：植物在紅光和藍光下產生的淀粉較多，光合速率更高。
3．CO2濃度：在一定范圍內，植物光合速率隨著環境中CO2濃度的上升而增加；在CO2濃度達到某一定值后，光合速率不再增加。
4．溫度：通過影響酶活性而影響光合速率。
5．水：水是光合作用光反應階段的原料。
6．無機鹽
(1)氮素：是蛋白質、核酸的組成成分，充足的氮素供應可以促進葉面積增大和葉數量增多。
(2)鎂：葉綠素的組成成分。
判斷正誤
(1)光照強度影響光合作用但光質不影響(　　)
(2)溫度只影響暗反應過程，因為只有暗反應需要酶的催化(　　)
(3)提供適宜濃度的無機鹽，能防止植物缺乏癥的發生，進而增強光合速率(　　)
(4)有些植物在夏季中午光合速率降低，是因為部分氣孔關閉，CO2吸收減少(　　)
(5)干旱條件下植物光合速率降低主要是因為光反應的原料水供應不足(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×
影響光合作用的環境因素
科學家研究CO2濃度、光照強度和溫度對同一植物光合速率的影響，得到實驗結果如圖，請據圖分析回答下列問題：
(1)光照強度為a時，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ重合說明什么？此時造成曲線Ⅱ和曲線Ⅲ光合速率差異的原因是什么？
提示　光照強度為a時，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ重合說明溫度不是限制因素，光照強度才是限制因素。此時造成曲線Ⅱ和曲線Ⅲ光合速率差異的原因是CO2濃度不同。
(2)光照強度為b時，造成曲線Ⅰ和曲線Ⅱ光合速率差異的原因是什么？
提示　 溫度的不同。
(3)光照強度為c時，每條曲線都呈現水平狀態，說明什么？
提示　此時每條曲線都達到了光飽和點，光合速率不再上升。
環境因素影響光合作用曲線
(1)光照強度
①AB段表明，隨光照強度增大，光合速率也增加。
②B點對應的光照強度，是光合速率最大時的最小光照強度，也稱為光飽和點。
③B點以后，光合速率不再隨光照強度增大而增加，其主要的限制因素是CO2濃度等。
(2)CO2濃度
①CO2是光合作用的原料之一。
②A點對應的CO2濃度是光合作用的臨界值，低于此值，光合作用不能進行。
③AB段表明，光合速率隨CO2濃度的增大而增加。
④B點對應的CO2濃度，是光合速率最大時的最小CO2濃度，也稱為CO2飽和點。
⑤B點以后，光合速率不再隨CO2濃度增大而增加，其主要限制因素是光照強度等。
(3)溫度
①影響原理：溫度通過影響酶的活性來影響光合速率。
②曲線分析：B點對應的溫度是最適溫度，此時光合速率最大，高于或低于此溫度，光合速率都會下降。
(4)水分
①原理：水分能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進入植物體內，另外水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，如植物缺水導致萎蔫，使光合速率下降。
②曲線分析
1．某同學想探究二氧化碳濃度與光合速率的關系。取A、B、C、D四株都有5片葉的小白菜，分別用直徑1 cm的打孔器打出葉圓片10片，并設法抽去葉片內的氣體使之在水中下沉，置于光下。取100 mL三角瓶4個，編號1～4，按下表操作(光照、溫度相同且適宜)并記錄結果。下列評價或修正不合理的是(　　)
編號 實驗處理 30 min內上浮葉圓片數(片)
葉圓片來源 葉圓片數(片) 自來水(mL) NaHCO3(克)
1 A 10 40 0 2
2 B 10 40 1 6
3 C 10 40 3 4
4 D 10 40 5 5
A.自變量二氧化碳濃度的控制不嚴格
B．只要控制光照、溫度相同即可
C．實驗材料本身存在的差異會影響實驗結果
D．制備的葉圓片在投入三角瓶之前應放于黑暗處
答案　B
解析　本實驗中存在多個自變量，材料的來源不同，CO2的濃度不同，所以在一個實驗中存在多個自變量，得出的實驗結果是不可靠的，一個實驗中只能存在一個自變量，除了這個自變量外的其他變量應保持相同且適宜；自來水中也可能存在CO2，因此對CO2濃度的控制不嚴格；由于抽取氣體后在光下還有可能產生氣體，所以抽取氣體后應進行黑暗處理。
2．(2022·江蘇淮安高一期末)研究小麥20 ℃時光合作用強度與光照強度的關系，得到下圖曲線，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器只有線粒體
B．其他條件適宜，當植物缺Mg時，b點將向右移動
C．在25 ℃條件下研究時，cd段位置會下移，a點會上移
D．c點之后小麥光合作用強度不再增加可能與葉綠體中酶的濃度有關
答案　C
解析　a點時，光照強度為零，故小麥只通過呼吸作用產生ATP，進行的場所是細胞質基質和線粒體，其中線粒體是細胞器，故a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器只有線粒體，A正確；Mg是植物合成葉綠素的必需元素，葉綠素在光合作用時可以吸收和傳遞光能，在其他條件適宜的情況下，當植物缺少Mg元素時，葉綠素的合成就會受阻，從而使光合作用的強度降低，因為呼吸作用的強度不受影響，所以要讓光合作用和呼吸作用相等，就必須要增加光照強度以提高光合作用強度，因此b點右移，B正確；圖示二氧化碳吸收量代表光合作用強度，二氧化碳釋放量代表呼吸作用強度，當溫度升高為25 ℃時，因為在適宜溫度范圍內，所以呼吸作用和光合作用強度都會增大，兩者的差值變化情況不知，cd段變化情況不知，但a點表示呼吸作用強度，a點會下移，C錯誤；據圖可知，c點是光飽和點，c點之后光合作用強度不再隨光照強度增大而增大，此時影響的因素可能是色素含量、原料、酶的濃度等，D正確。
二、影響細胞呼吸的環境因素
1．呼吸速率：常用單位面積或單位重量的植物體在單位時間內所吸收O2或釋放CO2的量來表示。
2．溫度
(1)機理：通過影響酶活性影響細胞呼吸。
(2)特點
①一定范圍內，酶活性隨溫度升高而提高，呼吸速率也會增高；到達最高值后，隨溫度升高而下降。
②細胞呼吸的最適溫度、最低溫度和最高溫度會因植物種類和生理狀態的不同而有較大差異。
③植物細胞呼吸的最適溫度一般高于光合作用的最適溫度。
3．氧
(1)在氧濃度較低的范圍內，植物的有氧呼吸速率隨氧濃度增加而升高，增至一定程度時，呼吸速率不再升高。
(2)以有氧呼吸為主的生物體內，隨著氧濃度的提高，無氧呼吸會減弱。
4．二氧化碳：當二氧化碳體積分數高于5%時，細胞呼吸明顯受到抑制。
5．含水量：一定范圍內，細胞呼吸速率隨組織含水量的增加而增高。
判斷正誤
(1)溫度是通過影響酶的活性來影響細胞呼吸的(　　)
(2)同一植物細胞呼吸的最適溫度和光合作用的最適溫度相同(　　)
(3)氧是細胞呼吸的必要條件(　　)
(4)O2濃度越高，細胞呼吸速率也就越高(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
O2濃度對細胞呼吸的影響
下圖表示某種植株的非綠色器官在不同氧氣濃度下，O2的吸收量和CO2的釋放量的變化。
(1)分析當O2濃度為0、在0～10%之間、在10%以上時，該器官細胞呼吸的方式。
提示　當O2濃度為0時，該器官只進行無氧呼吸；O2濃度在0～10%之間時，該器官進行有氧呼吸和無氧呼吸；O2濃度在10%以上時，該器官只進行有氧呼吸。
(2)保存該器官時，是不是氧氣濃度越低越好？
提示　不是；在缺氧條件下，該器官進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物(酒精)會使細胞受到毒害而死亡，導致器官腐爛。
關鍵點撥　根據吸收氧氣和釋放二氧化碳的量判斷植物細胞呼吸的方式：當氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；當吸收的氧氣和釋放的二氧化碳量相等時，只進行有氧呼吸；當吸收的氧氣比釋放的二氧化碳量少時，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行。
環境因素影響細胞呼吸曲線解讀
名稱 曲線 解讀
溫度 溫度主要影響了與細胞呼吸有關的酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸強度隨著溫度的升高而增強
O2濃度 O2濃度為零時只進行無氧呼吸；O2濃度為10%以下時，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸
CO2濃度 增加CO2濃度對細胞呼吸有明顯的抑制作用
含水量 在一定范圍內細胞呼吸強度隨細胞含水量的增加而加強
3．下圖表示氧氣濃度對培養液中草履蟲、乳酸菌、酵母菌呼吸作用的影響，則呼吸曲線a、b、c分別代表(　　)
A．酵母菌、草履蟲、乳酸菌
B．草履蟲、乳酸菌、酵母菌
C．乳酸菌、酵母菌、草履蟲
D．酵母菌、乳酸菌、草履蟲
答案　A
解析　由于酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，因此在氧氣濃度為0時，無氧呼吸比較強，隨著氧氣濃度的升高，無氧呼吸逐漸減弱，而有氧呼吸逐漸增強，對應圖中的曲線a；草履蟲只能進行有氧呼吸，在氧氣濃度為0時，不能進行呼吸作用，隨著氧氣濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強，對應圖中曲線b；乳酸菌屬于厭氧生物，在氧氣濃度為0時，可以進行無氧呼吸，但是隨著氧氣濃度的升高，呼吸作用逐漸受到抑制，對應圖中曲線c，A正確。
4．如圖所示為酵母菌呼吸作用與氧氣濃度的關系。下列說法正確的是(　　)
A．B點為酵母菌無氧呼吸最弱點
B．C點時酵母菌無氧呼吸與有氧呼吸的速率相等
C．AC段表示酵母菌僅進行無氧呼吸
D．陰影部分面積表示酵母菌無氧呼吸產生的CO2量
答案　D
解析　B點時，酵母菌的總呼吸速率最低，但無氧呼吸速率不是最低的，無氧呼吸速率最低的點是C點及之后，此時無氧呼吸消失，即無氧呼吸速率為0，A錯誤；C點時酵母菌無氧呼吸消失，只進行有氧呼吸，B錯誤；AC段表示酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸，C錯誤；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都產生CO2，圖中陰影部分面積表示酵母菌無氧呼吸產生的CO2量，D正確。
三、光合作用和細胞呼吸原理的應用
1．增加光照面積、延長光照時間等可以充分利用光能，如套種、輪作。
2．適當增強細胞呼吸可以促進作物的生長發育。如在水稻生產中，適時采取露田和曬田等措施。
3．在儲藏果蔬時，一般采用適當降低溫度或氧濃度的方法，抑制細胞呼吸，以減少有機物的消耗。
4．糧食儲藏時，通常降低糧倉的濕度，使儲存的種子保持干燥，以抑制細胞呼吸，延長保存期限。
判斷正誤
(1)在水稻生產中，采用露田或曬田等措施，是為了改善土壤通氧條件(　　)
(2)儲藏果蔬一般是提供無氧條件(　　)
(3)細胞呼吸越強越不利于有機物的積累(　　)
(4)農作物管理要求“正其行，通其風”，目的是增加光照面積，有利于光合作用的進行(　　)
(5)冬季大棚種植白天要適當提高溫度，晚上要適當降低溫度(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
光合作用和細胞呼吸原理的應用
1．每到豐收的季節，農民就會在房前屋后的曬谷場上晾曬稻谷、小麥、玉米等糧食。
(1)農民在儲藏糧食前，為什么要先晾曬糧食？
提示　晾曬糧食是為了減少種子細胞內的自由水，進而降低細胞呼吸。同時，鋪開種子，可將細胞呼吸產生的熱量釋放出去，使細胞呼吸相關的酶活性適當降低。細胞呼吸降低，種子里的有機物就不會快速被分解，減少經濟損失。
(2)晾曬好的糧食放入糧倉中保存，還會受到哪些環境因素的影響？
提示　氧氣濃度、空氣濕度、溫度。
(3)果蔬儲藏時需要先晾曬嗎？果蔬保鮮儲藏時，需要考慮哪些環境條件？
提示　不需要。氧氣濃度、空氣濕度、溫度。
2．哪些環境因素對光合作用和細胞呼吸都有影響？
提示　溫度、二氧化碳濃度、水含量等。
3．新疆的哈密瓜特別甜，這與當地的氣候條件有關，從環境因素對光合作用和細胞呼吸影響的角度分析原因。
提示　新疆地區瓜果特別甜，是因為新疆地區的光照強度大、日照時間長，能促進光合作用，使其充分進行光合作用合成更多的糖類等有機物；同時，新疆地區的夜間溫度低，在一定范圍內，溫度越低，細胞呼吸越弱，減少有機物的分解，使更多的有機物得以剩余，提高了瓜果的甜度。
1．農業生產中提高光能利用率的主要途徑：延長光照時間、增加光照面積和提高光合作用效率等。
(1)大田中：采取套種、合理密植等措施可使植物充分吸收陽光以達到增產的目的。
(2)大棚中：采取適當提高CO2濃度和溫度等措施以提高光合作用效率。
(3)給作物補充適宜濃度的無機鹽，如施用含N、P、K、Mn、Zn等元素的肥料，提高作物的光合作用效率。
2．瓜果蔬菜的儲存方式與糧食的儲存方式
瓜果蔬菜儲存：零上低溫、低氧、高CO2、一定濕度。糧食儲存：低溫、低氧、高CO2、干燥。
5．補充CO2或抽掉空氣能延長水果的儲藏時間，主要是由于(　　)
A．促進有氧呼吸 B．抑制有氧呼吸
C．促進無氧呼吸 D．抑制無氧呼吸
答案　B
解析　氧氣的含量低(抽取空氣)，有氧呼吸進行的慢，并且CO2濃度增加對有氧呼吸有抑制作用。因此補充CO2或抽掉空氣，主要是為了抑制有氧呼吸，B正確。
6．(2022·江蘇海安高一期末)光合作用和細胞呼吸的原理在生產生活中得到廣泛應用，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．花生種子播種時宜淺播，原因是花生萌發時細胞呼吸需要大量氧氣
B．南方稻區早稻催芽過程中，常用適宜溫水淋種并時常翻種，以促進細胞呼吸
C．在種植黃瓜時，往往需要搭架供其生長，主要是增加葉片受光面積，促進光合作用
D．用透氣的創可貼包扎傷口，有利于傷口細胞的有氧呼吸，促進傷口愈合
答案　D
解析　花生種子中儲存的脂肪較多，相同質量的脂肪與糖類相比，脂肪含有較多的碳、氫元素，氧元素含量相對較少，所以氧化相同質量的糖類與脂肪相比，脂肪需要較多的氧氣，因此花生種子播種時宜淺播，A正確；南方稻區早稻浸種后催芽過程中，常用溫水淋種并時常翻種，可以為種子的細胞呼吸提供水分、適宜的溫度和氧氣，促進細胞呼吸，B正確；種植黃瓜時，一般要搭架供其生長，這樣可以使植物的葉片充分伸展，充分的接受陽光，擴大光合作用的面積，提高光合作用的效率，增加產量，C正確；選用“創可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創造了疏松透氣的環境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈，D錯誤。
題組一　影響光合作用的環境因素
1．某研究小組進行了探究光照強度對光合作用影響的實驗，其裝置如圖所示。實驗開始時，經抽氣處理的葉圓片沉在NaHCO3溶液底部，觀察并記錄短時間內同一時刻各燒杯內葉圓片浮起的數量，其中最多的是(　　)
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案　A
2．(2022·江蘇無錫高一期末)下圖為夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖，其中主要由于CO2不足導致的是(　　)
A．ab段 B．bc段 C．cd段 D．de段
答案　B
解析　由圖分析可知，bc段光合作用強度下降，主要是由于溫度過高，導致蒸騰作用過強，植物為了保持水分使部分氣孔關閉，從而使CO2供應不足，因此光合作用強度主要由于CO2不足導致的是bc段，B正確。
3．(2022·江蘇天一中學高一期末)某種植物光合作用吸收CO2的速率與光照強度的關系如圖所示。從圖中可知，下列敘述正確的是(　　)
A．光照強度在30時，植物可進行光合作用
B．當光照強度達到200以上后，光合速率增加最快
C．隨著光照增強，光合速率不斷增加
D．在M點，植物的光合作用速率最低
答案　A
解析　有一定的光照植物就能進行光合作用，A正確；由圖可知，當光強小于200時，曲線斜率變化最大，光合速率增加最快，B錯誤；隨著光照增強，光合速率不斷增加，達到一定光強后，再增加光強，光合速率不再增加，C錯誤； 在M點，植物的光合作用速率等于呼吸速率，在M點之前，光合速率更低，D錯誤。
題組二　影響細胞呼吸的環境因素
4．取適量干重相等的4份種子進行不同的處理：(甲)風干、(乙)消毒后浸水萌發、(丙)浸水后萌發、(丁)浸水萌發后煮熟冷卻并消毒，然后分別放入4個保溫瓶中。一段時間后，種子堆內溫度最高的是(　　)
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
答案　C
解析　風干的種子自由水含量很少，因此代謝很慢，基本處于休眠狀態；浸水萌發后煮熟冷卻的種子沒有活細胞，不發生代謝，故甲和丁兩堆種子溫度基本不變。乙和丙相比，乙經過消毒，消毒能將細菌等微生物殺死，因此丙堆種子代謝產生的熱量多，溫度最高。
5．現有等量的a、b兩個品種的小麥種子，將它們分別置于兩個容積相同、密閉的棕色廣口瓶內，各加入適量(等量)的水。在25 ℃條件下，瓶內O2含量變化如圖所示。請據圖判斷，下列說法錯誤的是(　　)
A．在t1～t2期間，瓶內O2含量的降低主要是由種子細胞的有氧呼吸引起的
B．a種子比b種子的呼吸速率快
C．a、b種子釋放CO2量的變化趨勢是逐漸增加
D．在O～t1期間，廣口瓶內的CO2有少量增加，主要原因可能是種子進行了無氧呼吸
答案　C
解析　在溫度、水分、O2條件適宜的情況下，種子萌發時細胞呼吸類型主要為有氧呼吸，消耗O2，使瓶內O2含量降低，A正確；a種子比b種子的呼吸速率快，可以通過圖中曲線斜率來判斷，B正確；在O～t1期間，廣口瓶內的CO2有少量增加，可能的原因是種子萌發初期進行了無氧呼吸，釋放CO2，D正確；a、b種子釋放CO2量的變化趨勢是先遞增后遞減，C錯誤。
題組三　光合作用和細胞呼吸原理的應用
6．(2022·江蘇南京高一期末)下列相關措施中，有利于大棚內農作物增產的是(　　)
A．大幅提高種植密度，減少光照
B．增施有機肥，縮小晝夜溫差
C．采用綠色薄膜，減少光照
D．增設日光燈，延長光照時間
答案　D
解析　大幅提高種植密度，減少光照，會降低光合作用速率，不利于有機物的積累，A錯誤；增施有機肥，增大大棚內晝夜溫差，有利于有機物的積累，縮小晝夜溫差，不利于有機物的積累，B錯誤；采用綠色薄膜，減少光照，會降低光合作用，不利于有機物的積累，C錯誤；增設日光燈，可以提高光照強度，提高光合速率，延長光照時間，有利于光合作用積累有機物，D正確。
7．光合作用和細胞呼吸的原理在生產中具有廣泛的應用。下列敘述錯誤的是(　　)
A．合理密植可以提高農作物對光能的利用率
B．用紅色塑料薄膜代替無色塑料薄膜，可提高大棚蔬菜的光合作用速率
C．保持干燥、適當降低溫度和氧濃度，有利于植物種子的儲藏
D．長期處于水淹的植物易爛根是因為無氧呼吸產生了酒精
答案　B
解析　合理密植可以提高農作物對光能的利用率，這是對光合作用原理的應用，A正確；植物光合作用主要吸收藍紫光和紅光，用紅色塑料薄膜代替無色塑料薄膜，減少了光的種類，不利于大棚蔬菜進行光合作用，B錯誤； 干燥、低溫、低氧的條件下，種子細胞呼吸不強，有機物消耗少，有利于植物種子的儲藏，C正確； 長期水淹使植物根細胞無氧呼吸產生酒精并逐漸積累，酒精對細胞具有毒害作用，所以容易導致爛根，D正確。
8．(2022·江蘇宿遷高一期末)下列關于細胞呼吸原理在生產、生活中應用的說法，正確的是(　　)
A．為板結的土壤松土可促進根部對無機鹽的吸收
B．用透氣的紗布包扎傷口可避免組織細胞缺氧死亡
C．水果應在低溫、無氧的環境中貯存以減少有機物損耗
D．稻田定期排水可避免水稻根部無氧呼吸產生過多乳酸而腐爛
答案　A
解析　土壤板結，需要及時松土透氣，增加土壤的通氣量，有利于植物的根系進行有氧呼吸，并能促進其吸收土壤中的無機鹽，A正確；由于氧氣能抑制破傷風桿菌的無氧呼吸，所以在包扎傷口時，選用透氣松軟的紗布，可防止傷口處厭氧菌的生存和繁殖，B錯誤；適宜的濕度能保證水果水分的充分儲存，從而保證水果肉質鮮美；低溫能降低細胞中酶的活性，使細胞代謝活動降低，有機物的消耗減少；低氧條件下，有氧呼吸較弱，又能抑制無氧呼吸，細胞代謝緩慢，有機物消耗少；所以水果應在一定濕度、零上低溫、低氧的環境中貯存，C錯誤；稻田定期排水，能防止植物的根缺氧進行無氧呼吸產生酒精，對根系造成毒害作用，D錯誤。
選擇題9～10題為單選題，11～13題為多選題。
9．(2022·江蘇南京師大附中高一期末)“葉羊”(一種海蛞蝓)是世界上少有的可以進行光合作用的動物，當它們進食海藻時，可以吸收食物里面的葉綠體，并將其轉化到體內，它們利用裝進體內的葉綠體，為自己制造養分。這樣“葉羊”就不用進食了，每天曬曬太陽，即可存活下來。對它的生活狀態推測不合理的是(　　)
A．“葉羊”生存狀態與環境中光照強度有關
B．溫度越高，越利于“葉羊”充分積累有機物
C．環境中 CO2的量也會影響“葉羊”的生活
D．“葉羊”生活過程中需要攝入足夠的礦質元素
答案　B
解析　溫度過高，影響酶的活性，不利于光合作用積累有機物，B錯誤。
10．(2022·江蘇揚州高一期末)下圖表示某香果樹凈光合速率在夏季某天不同時間的變化曲線，下列敘述錯誤的是(　　)
A．在10：00時該香果樹吸收CO2的速率最高
B．在18：00時該香果樹葉綠體中產生氧氣為0
C．在11：00左右時曲線下降的原因最可能是葉片部分氣孔關閉
D．假設10：00時突然有烏云遮蔽，短時間內該香果樹葉片中C5含量下降
答案　B
解析　在10：00時，凈光合速率最大，該香果樹吸收CO2的速率最高，A正確；在18：00時，凈光合速率為0，即光合速率等于呼吸速率，該香果樹葉綠體中產生氧氣不為0，B錯誤；在11：00左右時曲線下降的原因最可能是氣溫過高，葉片氣孔關閉，減少水分的散失，導致二氧化碳供應不足，C正確；假設10：00時突然有烏云遮蔽，光照強度降低，光反應強度降低，短時間內該香果樹葉片中C3還原速率降低，而生成速率不變，導致C5含量降低，D正確。
11．農技人員測定了不同植物在不同光照強度下的生長情況并將結果繪制成下圖，下列相關分析正確的是(　　)
A．苔蘚植物最適光照強度較低，光合速率較低
B．生產上常用玉米套種馬鈴薯，目的是充分利用光能，增加作物產量
C．玉米在某一點上的CO2吸收量，代表玉米在該點上的有機物生成量
D．通過提高CO2濃度增加作物產量時，還要考慮光照、水分、O2等因素
答案　ABD
解析　通過曲線圖可以看出，苔蘚植物最適光照強度較低，光合速率較低，A正確；玉米對光照要求多，馬鈴薯要求光照較玉米少，玉米植株高于馬鈴薯，故生產上常用玉米套種馬鈴薯，目的是充分利用光能，增加作物產量，B正確；玉米在某一點上的CO2吸收量，代表玉米在該點上的有機物積累量，C錯誤；植物光合作用的影響因素有光照強度、二氧化碳濃度、溫度、水分等，故通過提高CO2濃度增加作物產量時，還要考慮光照、水分、O2等因素，D正確。
12．(2022·江蘇贛榆一中高一階段練習)某植物光合作用、細胞呼吸與溫度的關系如圖所示。下列對該植物生理特性的理解正確的是(　　)
A．細胞呼吸的最適溫度比光合作用的高
B．凈光合作用的最適溫度約為25 ℃
C．在0～25 ℃范圍內，溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大
D．適合該植物生長的溫度范圍是10～50 ℃
答案　ABC
解析　由圖可知，細胞呼吸的最適溫度約為50 ℃，總光合作用的最適溫度約為30 ℃，A正確；由圖可知，植物體在25 ℃時，凈光合速率最高，說明該溫度為凈光合作用的最適溫度，B正確；在0～25 ℃范圍內，光合作用的增大速率大于細胞呼吸，說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C正確；由圖可知，超過45 ℃，凈光合速率為負值，沒有有機物的積累，不適合生長，D錯誤。
13．(2022·江蘇徐州高一期末)以下有關細胞呼吸原理應用于生產實踐的敘述，正確的是(　　)
A．給含有酵母菌的發酵液連續通氣，可提高產酒量
B．用乳酸菌制作酸奶時嚴格密封，防止氧氣抑制乳酸菌無氧呼吸
C．酵母菌釀酒時，先通氣后密封，有利于加快酵母菌的繁殖和產生乙醇
D．馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用
答案　BC
解析　酵母菌在無氧條件下才進行酒精發酵，A錯誤；乳酸菌為厭氧菌，用乳酸菌制作酸奶時嚴格密封可以防止氧氣抑制乳酸菌無氧呼吸，B正確；馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產生的乳酸對細胞造成毒害，D錯誤。
14．我國是世界上最早種植水稻的國家。圖1為水稻葉肉細胞中光合作用和有氧呼吸的部分過程，其中C3在不同代謝過程中表示不同的化合物；圖2為將水稻植株置于一定條件下，測定CO2的吸收速率數據繪制的曲線圖。請據圖回答下列問題：
(1)圖1中屬于光合作用過程的有____(填序號)。圖1中能產生ATP的過程有______(填序號)。
(2)圖2表示影響光合作用的環境因素有______________。當光照強度大于8時，25 ℃與15 ℃條件下有機物的合成速率分別為M1、M2，結果應為M1________(填“>”“<”或“＝”)M2。
(3)合理施用農家肥可以提高水稻產量，其原因是________________________。(回答一個方面即可)
答案　(1)②③④　①⑤　(2)光照強度和溫度　>
(3)增施農家肥可增大CO2濃度，提高光能利用率
解析　(1)分析圖1可知，②表示由C3轉變為糖類等有機物，即②表示光合作用的暗反應階段，③表示由C3轉變為C5，即③也表示光合作用的暗反應階段，④表示CO2的固定，即④表示光合作用的暗反應階段，所以圖1中屬于光合作用過程的有②③④。圖1中可以產生ATP的過程有①呼吸作用的第一階段和⑤有氧呼吸的第二階段。(2)光照強度大于8 時，25 ℃與15 ℃條件下有機物的積累速率相同，從圖中可以看出25 ℃的呼吸速率大于15 ℃下的呼吸速率，因此25 ℃時有機物的合成速率大于15 ℃時有機物的合成速率，即M1>M2。(3)增施農家肥可增大CO2濃度，提高光能利用率，CO2影響暗反應階段，制約C3的形成。在一定范圍內隨CO2濃度的增大，光合速率逐漸增加，當CO2濃度達到一定值時，再增大CO2濃度，光合作用速率將不再增加，所以合理施用農家肥可以提高水稻產量，其原因是增施農家肥可增大CO2濃度，提高光能利用率。
15．(2022·江蘇徐州高一期末)荷花既能食用又有觀賞價值，研究人員培育出一新品種荷花，其葉綠素含量僅為普通荷花的56%，圖1為荷花光合作用與有氧呼吸的部分過程示意圖，其中①～⑤表示相關生理過程，a～f表示相關物質；圖2表示在25 ℃時不同光照強度下兩種荷花的凈光合速率。請回答下列問題：
(1)圖1中f代表________，①將光能轉變為化學能，參與這一過程的兩類色素有____________，這些色素的作用有____________________，對其提取使用的試劑是____________。
(2)圖2中光照強度為A時，圖1中能發生的生理過程有____________(填數字序號)。圖1中③④⑤過程產生的ATP____________(填“能”或“不能”)用于②過程。
(3)據圖2可知，光照強度低于A時，新品種荷花的凈光合速率低于普通荷花，引起這種差異的主要原因是新品種荷花的____________________________________，光合速率較低。光照強度為1 500 μmol·m－2·s－1時，新品種荷花的凈光合速率高于普通荷花，研究人員測得此光照條件下兩種荷花相關的生理指標如下表所示，結合圖2和表格分析，除光照充足彌補了色素缺乏對新品種荷花光合速率的影響外，還可能的原因是新品種荷花______________，CO2固定速率更快，光合速率更高。
品種 氣孔開度/ (mol·m－2·s－1) 胞間CO2濃度/ (μmol·mol－1) 還原糖含量/ (mg·g－1鮮重)
普通荷花 0.10 250 2.72
新品種荷花 0.18 250 3.86
(4)切好的新鮮藕片暴露在空氣中極易褐變，這與細胞內的多酚氧化酶有關，但將剛切好的新鮮藕片迅速放在開水中焯燙后，可減輕褐變程度，原因是_____________________________。
答案　(1)[H]　類胡蘿卜素、葉綠素　吸收、傳遞和轉化光能　無水乙醇　(2)①②③④⑤　不能　(3)葉綠素含量低，光反應產生的NADPH及ATP少　氣孔開度大　(4)高溫下多酚氧化酶變性失活，抑制了褐變過程
解析　(1)圖1中的f是指有氧呼吸第一、二階段脫掉的[H]，①是光反應，葉綠體中類囊體薄膜上的類胡蘿卜素和葉綠素這兩類光合色素可吸收、傳遞并轉化光能。光合色素易溶于有機溶劑，常用無水乙醇提取光合色素。(2)圖2中光照強度為A時，凈光合速率大于0，說明植物體內存在光合作用和細胞呼吸，因此圖1中能發生的生理過程有①②③④⑤。圖1中③④⑤過程為有氧呼吸過程，產生的ATP不能用于②暗反應過程。(3)根據題意可知：與普通荷花相比，新品種荷花的葉綠素含量較低，光反應形成ATP和NADPH少，導致光合速率低，因此光照強度低于A時，新品種荷花的凈光合速率低于普通荷花。根據表格可知，新品種荷花的氣孔開度大于普通荷花，可固定較多的CO2，暗反應效率高，因此在1 500 μmol·m－2·s－1光照條件下，新品種荷花的凈光合速率會高于普通荷花。(4)將剛切好的新鮮藕片在開水中焯燙，高溫使細胞內的多酚氧化酶的結構發生改變而失去活性，多酚氧化酶不能催化相應反應，因此可減輕褐變程度。

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