第十周 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
——高一生物学苏教版(2019)必修一每周一测
一、单项选择题
1.下列是影响呼吸速率的因素,据图判断下列说法错误的是( )
A.超过最适温度,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制
B.O2浓度为10%时适宜贮藏水果蔬菜
C.适当提高CO2浓度利于贮藏水果和蔬菜
D.种子含水量是影响种子呼吸作用强度的重要因素
2.某植物光合速率随光照强度的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.a点时只进行细胞呼吸,不进行光合作用
B.b点时光合作用速率大于0,植物释放O2
C.c点时增加光照强度,C3化合物生成速率提高
D.在O~M之间增加光照强度,有机物的积累量可用三角形bMc面积表示
3.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图所示。请据图判断,下列叙述不正确的是( )
A.光照强度为c时,曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为c时,曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
4.如图表示某些因素对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述正确的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的主要限制因素都是温度
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度是30℃
D.c点时,将O2浓度增加到60%,比升高15℃更有利于有氧呼吸
5.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度可能会增加
C.50 h后,30 ℃时的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越快
6.某同学探究O2浓度对苹果果实呼吸速率的影响,并将结果用图甲表示,结合图乙进行分析,下列说法正确的是( )
A.图甲中氧气浓度为a时,对应图乙中的③④,④发生在该生理过程的第二阶段
B.图甲中氧气浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍
C.图甲中氧气浓度为c时,对应图乙中的①③④,③过程有NADH的积累
D.据图中信息推测,随着氧气浓度的增加呼吸速率会一直增加,因此低氧条件适合果实的储存
7.如图表示某一植物的非绿色器官在不同O2浓度下气体交换相对值的变化(以葡萄糖为底物),图中AB段与BC段的长度相等,下列叙述错误的是( )
A.QR段无氧呼吸减弱,P点没有酒精产生
B.R点对应的O2浓度,有利于水果的储藏
C.该图可能是以马铃薯块茎为材料测得
D. O2浓度为C点时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的质量比为1:3
8.外界因素影响植物光合作用速率。如图表示某植物在不同温度条件下(适宜的光照和一定的CO2浓度)的净光合速率和呼吸速率曲线,下列说法正确的是( )
A.甲曲线表示呼吸速率,乙曲线表示净光合速率
B.由图可知光合作用的最适温度高于呼吸作用
C.由图可知M点和N点的总光合速率相等
D.该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃
9.图甲、乙表示某植物在适宜的CO2浓度条件下,光合速率与环境因素之间的关系,下列相关描述中错误的是( )
A.图甲中,在A'点限制光合速率的主要因素是温度,在B'点限制光合速率的主要因素是光照强度
B.从图乙可以看出,当超过一定温度后,光合速率会随着温度的升高而降低
C.温度主要通过影响酶的活性影响光合速率
D.若光照强度突然由A变为B,短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低
10.科研人员通过实验探究环境因素对某种粮食作物CO2吸收速率的影响,得到如表所示结果,相关分析正确的是( )
CO2吸收速率(μmol·m-2·g-1) 温度
10℃ 15℃ 20℃ 25℃
低光强 4.46 4.06 3.60 1.78
高光强 8.92 12.34 117.56 23.02
CO2吸收速率(μmol·m-2·g-1) 温度
30℃ 35℃ 40℃
低光强 0 -5.14 -8.91
高光强 37.26 46.70 0
A.在30℃低光强和40℃高光强条件下,植物不能进行光合作用
B.低光强下随温度升高CO2吸收速率下降是因为高温抑制了光合酶活性
C.在低于35℃范围内的高光强下,随温度升高光合酶活性增强、呼吸酶活性下降
D.据表中实验数据可知,在低光强下适当降低温度有利于作物增产
11.如图1为适宜温度下小球藻光合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10
B.图1中光照强度为2时,小球藻细胞的O2释放净量为0
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2~4h
D.图2实验过程中,4~6h的平均光照强度大于8~10h的平均光照强度
12.某研究小组将水稻叶片置于一密闭、恒温的透明玻璃容器内,在不同的处理条件下,测得容器内氧气量的变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.M点后的短时间内,叶肉细胞内C3的量增加
B.在N点时,水稻叶片光合作用停止,密闭容器内氧气量不再增加
C.5~15min该容器内氧气增加的速率逐渐减小,其限制因素是光照强度
D.若0~15mn水稻叶片的呼吸速率不变,则其通过光合作用产生的氧气量为6×10-7mol
13.在适宜光照和温度条件下,给豌豆植株供应14CO2,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的相对含量,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.14C会出现在C3、葡萄糖等有机物中
B.A→B,叶肉细胞吸收CO2的速率增加
C.B→C,叶片的光合速率等于呼吸速率
D.B→C,叶肉细胞的光合速率不再增加
二、非选择题
14.甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:
(1)图甲中O2浓度大于M,CO2释放量不再继续增加的内因是________。
(2)图乙所示细胞的呼吸方式最可能是________,如果呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因是________,对于人体来说,________细胞的呼吸方式与此相类似。
(3)若图丙中YZ:ZX=3:1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比是________;图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳氧浓度为________点。
15.下图为呼吸作用过程部分示意图及氢气浓度对气体交换影响的曲线图(A-D表示反应场所,①②表示反应生成物),请分析回答下列问题:
(1)图1中有氧呼吸的途径是___(填字母),产生[H]的阶段是___(填字母)。
(2)图1中B发生的场所是___,②表示的物质是___。
(3)图2中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是___;曲线上的___点的生物学含义是无氧呼吸消失点。
(4)若图2中的AB段与BC段的距离等长,说明此时有氧呼吸释放CO2的量___(填“大于”“等于”或“小于”)无氧呼吸释放的CO2的量。
(5)为了防止水稻根在生长发育过程中,因缺氧而变黑、腐烂,我们应该___。
答案以及解析
1.答案:B
解析:适宜蔬菜贮藏,水果保鲜的条件是低氧、低温并保持一定的环境湿度,低温以不破坏植物组织为标准一般是零上低温。种子贮藏应保持干燥,可保持零下低温。低氧可有效地抑制无氧呼吸,且有氧呼吸也很弱。故选择B选项。
2.答案:A
解析:本题考查光照强度对光合速率的影响。a点时,光照强度为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用,A正确;b点时,为光补偿点,净光合速率为0,植物没有释放O2,B错误;c点为光饱和点,光照强度不再是限制光合作用速率的因素,增加光照强度,光合作用速率不再增加,C3化合物生成速率不变,C错误;在O~M之间增加光照强度,有机物的积累量用三角形Oab和三角形bMc的面积之和表示,D错误。
3.答案:D
解析:曲线Ⅱ和Ⅲ相比,CO2浓度不同,曲线Ⅰ和Ⅱ相比,温度不同,A、B正确;光照强度为a~c时,曲线Ⅰ光合作用强度随光照强度升高而升高,但曲线Ⅲ光合作用强度在光照强度大于a后几乎无变化,D错误。
4.答案:A
解析:O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质,A正确;由题图可知,O2浓度为40%时,在30℃和35℃条件下,随着氧浓度的增加,一段时间内有氧呼吸的速率还在增加,此时限制有氧呼吸速率的主要因素是氧浓度,B错误;由题图可知,细胞有氧呼吸的最适温度为30℃左右,不一定就是30℃,应缩小温度范围进一步进行探究,C错误;由图可知,c点时,与O2浓度增加到60%相比,升高15℃(即温度为30℃)时的有氧呼吸速率增加更大,因此升高15℃(即温度为30℃)更有利于有氧呼吸,D错误。
5.答案:B
解析:本题考查细胞呼吸的应用。20 h内密闭罐中含有一定的氧气,果肉细胞能够进行有氧呼吸,产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,果肉细胞中无叶绿体,A错误;50 h后,30 ℃时果肉细胞没有消耗O2,细胞可能进行无氧呼吸产生CO2使罐内CO2浓度增加,B正确;50 h后,30 ℃时的密闭罐中O2浓度较低,故此条件下的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,C错误;在一定温度范围内,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越快,D错误。
6.答案:B
解析:A、图甲中氧气浓度为a时,只进行无氧呼吸,对应图乙中的③④,④发生在无氧呼吸的第一阶段,A错误; B、图甲中氧气浓度为b时,释放的CO2总量为8,无氧呼吸为5,有氧呼吸为3,根据反应方程式计算,无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5,有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍,B正确; C、图甲中氧气浓度为C时,对应图乙中的①③④,③无氧呼吸第二阶段不会有NADH的积累,C错误; D、据图中信息推测,随着氧气浓度的增加呼吸速率不会一直增加,因为会受到酶的数量等因素的限制,D错误。
故选:B。
7.答案:C
解析:A.QR段氧浓度增大无氧呼吸受到抑制有所减弱,P氧气吸收量和二氧化碳释放量相等,只进行有氧呼吸,没有酒精产生,A正确。
B.O2浓度调节到R点对应的浓度,消耗有机物最少有利于水果的储存运输,B正确。
C由图可知,该植物非绿色器官经过无氧呼吸会产生二氧化碳,不可能是马铃薯块茎,马铃薯无氧呼吸产生乳酸,不产生二氧化碳,C错误。
D.O2浓度为C点时,有氧呼吸与无氧呼吸释放的二氧化碳相等,而有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖释放二氧化碳的比值为6:2=3:1,所以有氧呼吸和无氧呼吸产生等量二氧化碳消耗的葡萄糖的量的比例为1:3。D正确。
故选C。
8.答案:D
解析:根据纵坐标可以判断甲曲线表示净光合速率,乙曲线表示呼吸速率,A错误。由图可知光合作用的最适温度为30℃左右,呼吸作用最适温度为40℃左右,B错误。由图可知M点和N点的净光合速率相等,C错误。该植物能正常生长所需要的温度不能高于40℃,40℃时净光合速率为0,没有有机物积累,D正确。
9.答案:A
解析:图甲中,在A'点限制光合作用速率的主要因素是光照强度,在B'点限制光合作用速率的主要因素是温度,A错误;从图乙山线可以看出,当超过一定温度后,光合速率会随着温度的升高而降低,B正确;光合作用需要多种酶的催化,酶的活性主要受温度和pH的影响,所以温度主要是通过影响酶的活性来影响光合速率的,C正确;若光照强度突然由A变为B,表现为光合速率增强,光反应产生的NADPH和ATP增加,C3的还原加快,而CO2被C5固定形成C3的过程基本不变,故短时间内叶肉细胞中C3的含量会降低,D正确。
10.答案:D
解析:CO2吸收速率代表的是净光合速率,即光合速率和呼吸速率的差值,在30℃低光强和40℃高光强条件下,净光合速率为0,光合速率等于呼吸速率,A错误;低光强下随温度升高CO2吸收速率下降是因为呼吸速率较光合速率增强更显著,B错误;在低于35℃范围内的高光强条件下,CO2吸收速率随温度升高而增加,即光合速率与呼吸速率的差值增加,可能是光合速率比呼吸速率增强更明显所致,不能说明呼吸速率下降,C错误;据表中数据可知,低光强下适当降低温度可以提高净光合速率,有利于作物增产,D正确。
11.答案:D
解析:由题可知,图1为适宜温度下小球藻光合速率与光照强度的关系,分析图1,纵轴为O2的释放速率,代表净光合速率,即真正光合速率与呼吸速率的差值;光照强度为0时,小球藻只进行呼吸作用,此时O2的吸收量代表呼吸速率。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,此密闭容器中CO2浓度的变化取决于容器中小球藻光合作用与呼吸作用强弱的变化,当小球藻光合速率大于呼吸速率时,容器内CO2浓度下降,当小球藻光合速率小于呼吸速率时,容器内CO2浓度上升。图1光照强度为8时,净光合速率为8,呼吸速率为2,则真正光合速率最大为10,叶绿体产生O2的最大速率为10,A正确;图1中光照强度为2时,光合速率与呼吸速率相等,净光合速率为0,此时小球藻细胞的O2释放净量为0,B正确;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最应该为2~4h,因为在该时间段容器内CO2浓度上升较快,即呼吸作用与光合作用强度的差值最大,C正确;图2实验是在一定温度下进行的,故整个过程中呼吸速率可认为恒定,小球藻在4~6h的光合速率与呼吸速率相等,在8~10h的光合速率与呼吸速率也相等,但8~10h的环境CO2浓度低于4~6h的,故4~6h的平均光照强度不会大于8~10h的,D错误。
12.答案:D
解析:M点后的短时间内,光反应阶段产生的[H]、ATP增多,三碳化合物的还原增加,叶肉细胞内C3的量减少,A错误;在N点时,水稻叶片的光合作用强度等于呼吸作用强度,密闭容器内的氧气量不再增加,B错误;5~15min该容器内氧气增加的速率逐渐减小的原因是容器内二氧化碳不断被消耗,二氧化碳浓度逐渐降低,C错误;根据题意可知,前5min水稻叶片通过呼吸作用消耗的O2量为5×10-7-4×10-7=1×10-7(mol),5~15min水稻叶片释放的O2量为8×10-7-4×10-7=4×10-7(mol),若0~15min水稻叶片的呼吸速率不变,则其通过光合作用产生的氧气量为4×10-7+2×1×10-7=6×10-7(mol),D正确。
13.答案:C
解析:光合作用过程中,CO2首先与C5结合形成C3,然后C3被还原形成(CH2O)、C5,由此可推知C5的相对含量变化可反映光合速率的变化。根据以上分析,若给豌豆植株供应14CO2,14C会出现在C3、葡萄糖等有机物中,A正确。A→B,随胞间CO2浓度增加,C5的相对含量降低,而C5与CO2结合生成C3,因此A→B叶肉细胞吸收CO2的速率增加,B正确。B→C,随胞间CO2浓度增加,C5的相对含量保持不变,即达到了CO2饱和点,则此时光合速率基本不变,且光合速率大于呼吸速率,C错误,D正确。
14.答案:(1)呼吸酶的数量有限
(2)无氧呼吸;该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳;成熟的红
(3)1:9;H
解析:(1)图甲中B点时O2浓度为0,则CO2由无氧呼吸产生,当O2浓度大于M后,CO2释放量不再增加的内因是呼吸酶数量有限。
(2)图乙中细胞呼吸强度与O2浓度无关,为无氧呼吸。若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,只可能是因为该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳,而产生乳酸。对于人体来说,成熟的红细胞只能进行产生乳酸的无氧呼吸。
(3)图丙中YZ是无氧呼吸释放的CO2量,ZX是有氧呼吸释放的CO2量,若无氧呼吸释放的CO2量:有氧呼吸释放的CO2量=3:1,根据细胞呼吸反应式(产生酒精的无氧呼吸中,葡萄糖消耗量:CO2释放量=1:2;有氧呼吸中,葡萄糖消耗量:CO2释放量=1:6)可知,无氧呼吸共消耗3/2单位葡萄糖,有氧呼吸共消耗1/6单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比=1/6:3/2=1:9:图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳O2浓度为H点,此时总呼吸作用最弱,消耗的有机物最少。
15.答案:(1)ACD;AC
(2)细胞质基质;酒精和CO2
(3)氧气浓度增加,无氧呼吸受抑制;P
(4)等于
(5)定期排水
解析:(1)图1是细胞呼吸的方式和物质变化,图中的①是丙酮酸,A是葡萄糖酵解形成丙酮酸的过程,B是无氧呼吸产生乳酸过程,C是有氧呼吸的第二阶段,D是有氧呼吸的第三阶段;②是细胞无氧呼吸产生酒精和二氧化碳的过程。有氧呼吸有三个阶段对应于图1中的ACD途径;能产[H]的阶段是AC,即细胞呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第二阶段。
(2)图中B是无氧呼吸产生乳酸过程,发生的场所是细胞质基质;②表示无氧呼吸产生的酒精和二氧化碳。
(3)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是氧气浓度增加,无氧呼吸受抑制,有机物分解减少。曲线上的P时,CO2生成量等于氧气吸收量,说明该阶段只进行有氧呼吸,为无氧呼吸消失点。
(4)BC为有氧呼吸过程氧气的吸收量,即有氧呼吸过程二氧化碳的释放量;AB表示无氧呼吸产生的二氧化碳的量,AB=BC说明无氧呼吸产生的二氧化碳与有氧呼吸产生的二氧化碳量相等。
(5)为了防止水稻根在生长发育过程中,因缺氧而变黑、腐烂,我们应该定期排水。