1、- 1 -高考重点冲关练 3.环境因素对光合作用的影响满分 50分,攻坚克难,15 分钟突破高考易失分点!一、单项选择题(共 3小题,每小题 7分,共 21分)1.如图 1为适宜温度下小球藻 O2释放速率与光照强度的关系;图 2表示将小球藻放在密闭容器内,在一定温度条件下容器内 CO2浓度的变化情况。下列有关说法错误的是 ( )A.图 1中光照强度为 8时叶绿体产生 O2的最大速率为 8B.图 1中光照强度为 2时,小球藻细胞内叶绿体产生的 O2全部被线粒体消耗C.若图 2实验中有两个小时处于黑暗中,则没有光照的时间段应是 24 hD.图 2实验过程中,46 h 的平均光照强度小于 810 h
2、 的平均光照强度【解析】选 A。图 1中光照强度为 8时叶绿体释放 O2的最大速率为 8,呼吸速率为 2,则叶绿体产生 O2的最大速率为 10,A错误;图 1中光照强度为 2时,氧气释放速率为 0,光合速率与呼吸速率相等,则小球藻细胞内叶绿体产生的 O2全部被线粒体消耗,B 正确;若图 2实验中有两个小时处于黑暗中,则此时只进行细胞呼吸,密闭容器内 CO2浓度上升,对应的时间段是 24 h,C正确;图 2实验在一定温度条件下进行,呼吸速率一定,46 h CO2浓度较高,810 h CO2浓度较低,且都保持 CO2浓度不变,说明 46 h 平均光照强度应小于 810 h 的平均光照强度,D 正确
3、。2.研究人员对日光温室内的黄瓜补充不同波长的光,测得黄瓜光合速率的日变化情况如图 1,为进一步探究补充不同波长的光对黄瓜光合速率影响的原因,研究人员测定叶肉细胞内的叶绿体数、叶绿体内的淀粉粒数、基粒数,结果如图 2,下列相关分析不正确的是 ( )- 2 -A.据图 1可知,适当补红光,对黄瓜的生长最有效B.1416 时,三组光合速率均降低的主要因素是光照强度C.补蓝光时,由于基粒数量减少不利于光合作用光反应的进行D.补红光时,叶绿体中淀粉粒数减少是由于光合作用减弱导致【解析】选 D。由图 1结果可知,若适当补红光,对黄瓜的生长最有效,A 正确;1416 时,三组的光照强度均下降,三组黄瓜光合
4、速率均降低,B 正确;补蓝光时叶肉细胞叶绿体的数量基本不变,但是每个叶绿体的基粒数量减少,不利于光合作用光反应的进行,C 正确;根据图 1、2 结果分析,补红光时叶绿体中淀粉粒数减少,说明促进光合作用产物运出叶绿体有利于光合作用的进行,D 错误。3.近年来大气中的 CO2浓度和 O3浓度不断上升。为了研究 CO2浓度和 O3浓度上升对农作物的影响,研究人员用高浓度 CO2和高浓度 O3处理水稻“汕优 63”,测定其生长发育不同时期的各项生理指标,结果如图。下列叙述错误的是 ( )- 3 -注:CK(对照,大气常态浓度);CO 2(CO2常态浓度+200 molmol -1);O3(O3常态浓度
5、160%);CO2+O3(CO2常态浓度+200 molmol -1和 O3常态浓度160%)。表观光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的 CO2量。A.实验结果表明,不同生长发育时期,升高 CO2浓度,水稻的表观光合速率增大B.高浓度 CO2可部分抵消高浓度 O3对水稻光合作用的胁迫C.水稻表观光合速率的增大可能与胞间 CO2浓度升高有关D.实验结果表明,O 3浓度降低会危及水稻的生长【解析】选 D。由题可知,在相同的生长发育时期,CO 2组的表观光合速率均大于 CK组,因此实验结果表明,不同生长发育时期,升高 CO2浓度,水稻的表观光合速率增大,A 正确;CK 组、O
6、 3组与CO2+O3组的实验结果对比,可说明高浓度 CO2可部分抵消高浓度 O3对水稻光合作用的胁迫,B 正确;对比分析两个柱形图可知,在生长发育时期相同的情况下,表观光合速率高,其胞间 CO2浓度也相对较高,因此水稻表观光合速率的增大可能与胞间 CO2浓度升高有关,C 正确;O 3组与 CK组的实验结果对比,说明 O3浓度升高会危及水稻的生长,D 错误。【加固训练】为了提高温室黄瓜的产量,科研工作者取长势相同的黄瓜分成四组,甲组自然生长,乙组补充 CO2,丙组高温处理,丁组高温+补充 CO2,进行培养并测定其净光合速率,结果如图。下列说法不正确的- 4 -是 ( )A.13:00净光合速率低
7、是因为叶绿体中 CO2含量低B.丙组净光合速率低于甲组的原因是高温使光合酶活性下降C.丁组说明 CO2和温度对提高净光合速率具有协同作用D.15:00后净光合速率下降和 9:00后净光合速率下降的原因相同【解析】选 D。13:00 净光合速率低是因为气孔关闭,导致叶绿体中 CO2含量低,影响了光合作用的暗反应过程,A 正确;由题可知,甲组是自然生长,丙组是高温处理,因此丙组净光合速率低于甲组的原因是高温使与光合作用有关的酶活性下降,B 正确;丁组为高温+补充 CO2,净光合速率最高,说明 CO2和温度对提高净光合速率具有协同作用,C 正确;15:00 后净光合速率下降是因为光照强度减弱,而 9
8、:00后净光合速率下降的原因是气孔关闭,CO 2供应不足,D 错误。二、非选择题(除特殊标注外,每空 2分,共 29分)4.将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中,在保持一定的 pH和温度时,给予不同条件处理,细胞悬浮液中溶解氧浓度变化如图所示(纵坐标“溶解度”表示溶液的溶氧量)。不考虑无氧呼吸,据图回答下列问题:(1)在乙处给予光照时,短时间内叶绿体中 ATP的变化趋势是_(填“升高” “降低”或“不变”)。乙处光照开始后,溶解氧浓度逐渐增加,但第 6分钟后不再增加,并在第 67 分钟时- 5 -基本保持稳定,这段时间内限制光合作用速率的主要环境因素是_。第 67 分钟内光合作用速率_(填“大于
9、” “小于”或“等于”)呼吸作用速率。 (2)保持其他条件不变时,若在丁处给予光补偿点的光照,则正确表示溶解氧变化的曲线是_;若加入光反应的抑制剂,正确表示溶解氧变化的曲线是_。(填字母) (3)根据第 04 分钟的数据分析,绿藻细胞的呼吸速率为_(用氧的消耗速率表示)微摩尔氧气/分钟。若在图中丁处给予适宜条件,使溶解氧的变化如图中的 b,在此条件下,绿藻细胞真正光合作用每小时产生的氧气量约为_微摩尔。 【解析】(1)有光条件下,叶绿体中进行光合作用的光反应,产生H和 ATP,所以在乙处给予光照时,短时间内叶绿体中 ATP的量将会升高;因为是在密闭的容器内,限制光合作用速率的不只是光照强度,还
10、有二氧化碳浓度。在光照开始时,光合作用速率大于呼吸作用速率,氧气释放,容器中氧浓度增加,但一段时间后,容器中 CO2减少,光合作用速率下降,最后光合作用速率与呼吸作用速率相等,氧气不再释放,氧浓度不再增加。据图中曲线变化可知,在第 67 分钟这段时间内限制光合作用速率的主要环境因素是二氧化碳。(2)如果丁处给予光补偿点的光照,则此时的呼吸作用强度与光合作用强度相同,故氧气的量不会增加,应是曲线 d。如果在丁处加入光反应抑制剂,那么氧气的产生量会下降,其速率与光照开始前相近,但不会低于光照开始前,应是曲线 e。(3)由图可知,在黑暗处 4分钟内消耗了氧气 210-200=10微摩尔,则绿藻细胞的
11、呼吸速率为10/4=2.5微摩尔氧气/分钟。若在图中丁处给予适宜条件,绿藻实际产生的氧气量应是净氧气量+呼吸作用消耗的氧气量,当溶解氧的变化如图中的 b时,由图可知,每分钟的净氧气产生量是(290-260)/(12-9)=10微摩尔,由第(2)问可知呼吸作用消耗的氧气量是每分钟 2.5微摩尔,故产生的氧气量是每分钟 12.5微摩尔,在 1小时内共产生 12.560=750微摩尔。答案:(1)升高 二氧化碳 等于(2)d e (3)2.5 7505.光照不仅能为植物的光合作用提供能量,还能作为信号调节植物体的生长发育。回答问题:(1)植物细胞对光能的捕获在叶绿体的_完成。捕获的光能经光反应阶段转
12、化为_,再经过_阶段转化为糖类等有机物中稳定的化学能。 (2)植物利用太阳光能的同时也会接受紫外光的照射。已有研究表明,紫外光中的 UVB能够作为一种环境信号调节植物体的生长发育,研究人员以拟南芥为材料,对该机制进行了实验探究。检测野生型和 UVRB蛋白失活的突变型植株对 UVB信号的响应情况,结果如图所示。由此可知,UVB照射能够_(填“促进” “抑制”或“不影响”)下胚轴的伸长,且_。 - 6 -已有研究表明,UVRB 在细胞质中通常以二聚体的形式存在。研究人员使用某种特异性抗体与UVRB二聚体进行抗原抗体杂交实验,经 UVB照射后的实验结果出现杂交带,未经 UVB照射则不出现杂交带。由此
13、推测,UVB 照射能够改变 UVRB二聚体的_,使其被掩盖的抗原位点得以暴露,进一步研究证实,UVRB 是 UVB的光受体。 已知细胞核内的 W蛋白可影响 H基因的表达,进而影响下胚轴的伸长。研究表明,在 UVB的作用下,细胞质中的 UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核,与 W蛋白结合,从而影响 H基因表达。请推测 W蛋白与 UVRB单体结合前后对 H基因表达的调节机制可能是_(3分)。 【解析】(1)根据光合作用的过程分析,光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,实现了对光能的捕获并转化为 ATP中活跃的化学能,再经过暗反应阶段将 ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能
14、。(2)根据以上分析可知,与无 UVB照射相比,在有 UVB照射的情况下,野生型的下胚轴长度明显较小,说明 UVB照射能够抑制下胚轴的伸长,且结合题干信息说明 UVRB参与了此调节过程。由题可知,UVRB 在细胞质中通常以二聚体的形式存在,对该二聚体进行抗原抗体杂交实验,经 UVB照射后的实验结果出现杂交带,而未经 UVB照射则不出现杂交带,说明 UVB照射能够改变UVRB二聚体的空间结构,使其被掩盖的抗原位点得以暴露。根据题意分析,在 UVB的作用下,细胞质中的 UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核,与 W蛋白结合,从而影响 H基因的表达,说明其原因可能是 W蛋白能促进(或抑制)H 基因的表达,与 UVRB单体结合后,导致促进(或抑制)作用丧失或者 W蛋白单独存在时不能调节 H基因表达,与 UVRB单体结合后可促进(或抑制)H 基因表达。答案:(1)类囊体薄膜上 ATP 中活跃的化学能 暗反应(2)抑制 UVRB 参与了此调节过程 空间结构W 蛋白能促进(或抑制)H 基因的表达,与 UVRB单体结合后,导致促进(或抑制)作用丧失或者 W蛋白单独存在时不能调节 H基因表达,与 UVRB单体结合后可促进(或抑制)H 基因表达
