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培優(yōu)點七 分析光合作用的相關曲線
一、“對比法”分析光合作用的相關曲線
應用1:分析光合速率變化曲線
典例1. 某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。下列有關敘述正確的是( )
A. 當CO2濃度為b時,高光強下該植物的光合速率為m
B.當CO2濃度為a時,高光強下該植物的凈光合速率為0
C.當CO2濃度小于a時,該植物在圖示光照強度下呼吸作用產生的CO2量小于光合作用吸收的CO2量
D.當CO2濃度大于c時,限制曲線B、C不再增加的因素是葉綠體中光合色素的含量
【解析】CO2濃度在b時,高光強下該植物的凈光合速率為m,實際的光合速率要大于m,A錯誤。由圖可知,當高CO2濃度為a時,高光強下該植物的凈光合速率為0,B正確。當CO2濃度小于a時,凈光合速率均小于0,此時呼吸速率大于光合作用,則呼吸作用產生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量,C錯誤。當CO2濃度大于c時,凈光合速率在不同光照強度下不同,說明限制光合速率的因素是光照強度,D錯誤。
【答案】B
應用2:分析物質含量變化曲線
典例2. 將葉面積相等的A、B 兩種植物的葉片分別放置在相同的溫度適宜且恒定的密閉小室中,給予充足的光照,利用紅外測量儀每隔5min 測定一次小室中的CO2濃度,結果如圖所示。對此實驗敘述不正確的是( )
A.此實驗可用于驗證B植物比A植物具有更強的固定CO2的能力
B.當CO2濃度約為0.8mmol/L 時,A、B 兩植物的光合作用強度相等
C.25min 以后,兩種植物葉片光合作用強度都與呼吸作用強度相等
D.若A 植物在第5min 時光照突然降低,C3含量將增加
【解析】圖中看出,B植物能夠利用較低濃度的二氧化碳進行光合作用,B植物比A植物具有更強的固定CO2的能力,A正確;當CO2濃度約為0.8 mmol/L時,兩植物的凈光合速率相等,但不知道兩植物的呼吸速率,所以無法比較二者的光合作用強度大小,B錯誤;20min以后,密閉小室內的二氧化碳濃度均保持穩(wěn)定,說明光合作用吸收的二氧化碳等于呼吸作用釋放的二氧化碳,表明兩種植物葉片各自的光合速率等于其細胞呼吸速率,C正確;若A 植物在第5min 時光照突然降低,有由于[H] 和ATP產生減少,還原C3速度減慢,導致C3含量積累增加,D正確。
【答案】B
二、對點增分集訓
1.如圖表示對某植物光合速率影響因素的研究結果,其他外界因素均控制在最適范圍。下列分析錯誤的是( )
A.d點的限制因素可能是葉綠體中酶的數量
B.a點表示該植物在低CO2條件下的光飽和點
C.限制c、b兩點的外界因素分別是光照強度和CO2濃度
D.若用缺鎂的完全營養(yǎng)液培養(yǎng)植物幼苗,則b點應向左移
【解析】D點表示在高二氧化碳濃度條件下,光合作用達到飽和點,由于外界因素均控制在最適范圍,因此限制因素可能是內因中的葉綠體中酶的數量,A正確;a點光照條件下,對應低二氧化碳條件的b點,此時低二氧化碳條件下,b點之后光合作用強度不再增加,即已經達到光飽和點,B正確;c點時兩曲線重合,表示同一光照條件下不同濃度二氧化碳時光合速率相同,因此此時的限制因素是光照強度;而b點低二氧化碳濃度下的光飽和點,因此提高二氧化碳濃度會提高光合作用強度,C正確;鎂是合成葉綠素的元素,缺酶色素減少,相同光照條件下,光合速率減慢,在較高光照條件才能達到光飽和點,因此b點應向右移,D錯誤。
【答案】D
2.科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況,并將檢測結果繪制成下圖。下列相關說法錯誤的是( )
A.光照強度增大是導致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關閉
C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱
D.適時澆水、增施農家肥是提高大田作物產量的重要措施
【解析】早晨日出后光照強度不斷增大,使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升,A正確;大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚內密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降,而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,是因環(huán)境溫度過高導致氣孔關閉,吸收CO2減少所致,B錯誤;15時以后,兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降,是光照強度逐漸減弱所致,C項正確;適時澆水避免植物因缺水導致氣孔關閉、增施農家肥從而增加土壤中CO2濃度,是提高大田作物產量的重要措施,D項正確。
【答案】B
3.夏季晴朗的一天,甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.甲植株在a點開始進行光合作用
B.乙植株在e點有機物積累量最多
C.曲線b~c 段和d~e段下降的原因相同
D.兩曲線b~d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關閉
【解析】依題意可知,曲線的縱坐標表示凈光合作用CO2吸收速率,凈光合作用CO2吸收速率=實際光合作用CO2吸收速率-呼吸作用CO2釋放速率。a點時,甲植株的凈光合作用CO2吸收速率為零,說明光合作用在a點之前就已經進行,A錯誤;18時以后,乙植物的光合作用CO2吸收速率開始小于呼吸作用CO2釋放速率,說明有機物的積累最多的時刻為18:00時,e點時有機物積累量已經減少,B錯誤;曲線b~c段下降的原因是氣孔部分關閉,導致二氧化碳供應不足,d~e段下降的原因是光照強度減弱,光反應提供的[H]和ATP不足導致,C錯誤;乙曲線b~d段形成的原因是乙植株氣孔部分關閉,導致二氧化碳供應不足,甲曲線b~d段形成的原因可能是甲植株氣孔無法關閉,D正確。
【答案】D
4.科學家研究小麥 20℃時光合作用強度與光照強度的關系,得到如圖曲線。下列有關敘述錯誤的是( )
A.在25℃條件下研究時,cd段位置會下移,a點會上移
B.a點時葉肉細胞產生ATP的細胞器只有線粒體
C.其他條件適宜,當植物缺Mg時,b點將向右移動
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
【解析】當環(huán)境溫度由20℃升高至25℃時,細胞呼吸逐漸增強,a點和cd段位置均會下移,A錯誤;a點時光照強度為零,葉肉細胞不進行光合作用,但能進行細胞呼吸,因此產生ATP的細胞器只有線粒體,B正確;其他條件適宜,當植物缺Mg時,葉綠素含量減少,光合作用強度減弱,細胞呼吸強度不變,b點將向右移動,C正確;c點之后限制小麥光合作用強度的因素可能是葉綠體中酶的濃度、光合色素的含量等,D正確。
【答案】A
5.下圖是光照強度與光合速率關系圖,下列說法錯誤的是( )
A.當光照強度
S2+S4,則該植物在這兩晝夜內_______(“能”或“不能”)生長。
(2)圖2中曲線b是在17時到20時之間采取某種措施后形成的,該措施是__________。與曲線a相比,曲線b的總產量增加了_________________(用圖中CO2含量字母表示)。
(3)有人在曲線b的D點(20時)后繼續(xù)維持上述措施謀求更大產量,但是CO2含量的變化卻如曲線c,形成EF段的主要原因是_____________________。假定某個活的離體葉肉細胞處于EF時期,請你推測該細胞質基質中CO2的濃度__________(大于/等于/小于)圖2中24時溫室中的CO2濃度。
【解析】(1) 圖1中DE段表示的是波動的CO2的釋放量即呼吸作用強度,影響呼吸速率的主要因素是溫度,S2和S4表示凈光合速率,影響凈光合速率的因素主要是光照強度,S1+S3+S5表示植物一天有機物的消耗,S2+S4表示植物一天有機物的積累,若S1+S3+S5>S2+S4,則不能正常生長。(2)曲線b是在17時到20時之間采取某種措施后形成的,因為二氧化碳含量持續(xù)降低,所以該措施是補充光照,使光合作用繼續(xù)進行,與曲線a相比,曲線b的總產量的增加即為二氧化碳的減少量,為h-g。(3)CO2含量的變化如曲線c,說明光合作用強度不再增加,形成EF段的主要原因是CO2含量太低,某個活的離體葉肉細胞處于EF時期,說明此時光合作用等于呼吸作用,細胞不再利用外界的二氧化碳,所以此時該細胞質基質中CO2的濃度等于圖中24時溫室中的CO2濃度。
【答案】(1)溫度 光照強度 不能
(2)補充光照 h-g
(3)CO2含量太低 等于
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