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光合作用与能量转化（二）
【概念·诊断】
1.在严寒的冬天,利用温室进行蔬菜种植,可以提高经济效益,但需要调节好温室的光照、湿度、气体和温度,以提高产品的产量,下列措施及方法正确的有__________________。
①由于温室内外温差大,在温室薄膜(或玻璃)上结成一层水膜,要及时擦干,以防止透光率降低
②适当增加光照,以弥补冬季阳光的不足
③尽量增加空气湿度,以降低植物的蒸腾作用
④向温室内定期施放二氧化碳气体,以增加光合作用强度
⑤向温室内定期施放氧气,以降低呼吸作用强度
⑥如遇持续的阴雨天气,白天不宜过多升高温室温度,仍保持昼夜温差
【解析】选①②④⑥。水膜会影响透光率,降低温室内的光照强度,从而降低光合速率,故①正确;增加光照可以提高光合速率,弥补冬季阳光的不足,故②正确;植物进行蒸腾作用可以调节体内温度和提高物质的运输,所以过分降低植物的蒸腾作用对植物自身的生长发育不利,故③错误;施放二氧化碳气体可以提高光合作用暗反应,从而提高光合作用强度,故④正确;施放氧气,会提高植物的有氧呼吸强度,故⑤错误;植物白天进行光合作用积累有机物,也进行细胞呼吸消耗有机物,持续的阴雨天气,植物的光合作用强度不高,升高温室温度会提高植物的细胞呼吸,消耗更多的有机物,使植物有机物的积累量下降;保持昼夜温差,减少夜间的呼吸消耗,有助于植物积累有机物,故⑥正确。
2.与蓝细菌相比,硝化细菌特有的生理过程为 ( )
A.水的光解
B.CO2合成葡萄糖
C.利用线粒体进行有氧呼吸
D.利用无机物氧化形成的能量
【解析】选D。水的光解属于光反应,蓝细菌可进行光合作用,而硝化细菌不能进行光合作用,A错误;硝化细菌可进行化能合成作用,化能合成作用和光合作用都可消耗CO2合成葡萄糖,B错误;硝化细菌为原核细胞,不含线粒体,C错误;化能合成作用可利用无机物氧化释放的能量合成有机物,而光合作用不能,D正确。
3.在同一植株上分别于早晨、傍晚、深夜摘取同一部位的三片叶子,用打孔器取同样大小的圆片,进行脱色后,用碘处理,结果是 ( )
A.早晨摘取的叶子蓝色较深
B.傍晚摘取的叶子蓝色较深
C.深夜摘取的叶子蓝色较深
D.三个圆片的蓝色深浅相同
【解析】选B。早晨摘取的叶子,由于植物进行了一夜的细胞呼吸消耗了大量的淀粉,所以这时候叶子中的淀粉最少,滴加碘液颜色浅,A错误;傍晚摘取的叶子,植物进行了一天的光合作用,叶子中的淀粉积累较多,滴加碘液颜色最深,B正确;深夜摘取的叶子,由于植物进行了半夜的细胞呼吸消耗了大量的淀粉,所以这时候叶子中的淀粉比较少,滴加碘液颜色比较浅,C错误;综上分析,三个圆片的蓝色深浅不相同,D错误。
4.光合作用强度可以用多种指标表示,以下不适合的是 ( )
A.植物体鲜重增加量 B.植物体干重增加量
C.O2释放量 D.CO2吸收量
【解析】选A。植物光合作用消耗CO2,产生有机物和O2,因此,光合作用强度的指标可以是B、C、D选项中的指标。植物体鲜重增加量主要是水分的增加,不能作为光合作用强度的指标。
5.对于大棚栽培的农作物,下列增产措施并不是通过增强光合作用速率实现的是 ( )
A.给农作物增施氮肥和镁
B.夜间适当降低农作物的环境温度
C.大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充CO2
D.给农作物补充适宜强度的人工光照
【解析】选B。给农作物增施氮肥和镁,这两种元素是叶绿素的组成元素,从而提高叶绿素含量,增强光合作用速率,A不符合题意;夜间适当降低农作物的环境温度,导致酶活性降低,从而减少呼吸作用对有机物的消耗,最终达到增产的目的,可见该措施是通过降低呼吸作用速率实现增产的,B符合题意;大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充CO2,提供了光合作用的原料,也增强了光合作用速率,C不符合题意;给农作物补充适宜强度的人工光照也是通过增强光合作用速率实现增产的,D不符合题意。
【思维·跃迁】
6.如图表示将某植物叶片置于适宜条件下,不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量变化。以下推测不合理的是 ( )
A.a→b,暗反应消耗ATP的速率增加
B.a→b,CO2固定速率比C3的还原速率快
C.b→c,光合作用速率等于呼吸作用速率
D.b→c,可能是光反应限制了光合速率
【解析】选C。a→b,随叶肉细胞间隙CO2浓度的升高,CO2的固定加快,C3增多,还原加快,消耗ATP的速率增加,A正确;a→b,C5含量降低,说明CO2固定速率比C3的还原速率快,B正确;b→c,叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度增加,C5含量基本维持不变,表示达到CO2饱和点,此时光合速率应大于呼吸速率,叶片的净光合速率大于零,C错误;b→c,可能是光反应产生的NADPH和ATP的数量限制了光合速率,D正确。
【补偿训练】
如图为某种植物在夏季晴天一昼夜内CO2吸收量的变化情况。下列判断正确的是
( )
A.影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度
B.ce段下降主要是由于部分气孔关闭造成的
C.ce段与fg段光合速率下降的原因相同
D.该植物进行光合作用的时间区段是bg
【解析】选B。影响bc段光合速率的外界因素除了光照强度,还有温度等,A错误。ce段下降主要是由于温度过高,光照过强,导致部分气孔关闭,CO2吸收量减少造成的,B正确。而fg段光合速率下降则是因为光照强度降低,C错误。当CO2释放量减少时说明出现光合作用,因此该植物进行光合作用的时间区段是ah,D错误。
【拓展·探究】
7.育种工作者为研究自然条件下大豆光合作用速率的日变化情况,设计了图1所示的装置。实验中将装置置于自然环境中,测定北方夏季晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量,得到如图2所示曲线。
请据图回答下列问题:
(1)图2中的c点表示的生物学含义是什么?
_________________________________________________________________。
(2)图2曲线中,6～8 h时,小室内氧气减少量逐渐减小,其可能的主要原因是什么?
_____________________________________________________________。
(3)如果以缺镁的完全营养液培养大豆幼苗,则曲线中a点的移动方向是____________________________________;你的判断依据是______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】实验中将该装置置于自然环境中,测定北方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量。
(1)图2中c点正好与横轴相交,所以光合作用产生的氧气量与细胞呼吸消耗的氧气量相等(注意纵轴不是二氧化碳)。(2)6～8 h时,小室内氧气减少量逐渐减小,其可能的主要原因是既有光合作用又有细胞呼吸,但因光照弱,光合作用小于细胞呼吸。(3)镁是叶绿素的重要组成元素。缺镁时叶绿素形成量减少,需要较强的光照才能补偿细胞呼吸中有机物的消耗。
答案:(1)光合作用产生的氧气量与细胞呼吸消耗的氧气量相等
(2)植物开始进行微弱的光合作用,且光合作用逐渐增强,但此时间段内光合作用强度仍小于细胞呼吸强度
(3)向右移动 植物缺镁,叶绿素形成量减少,导致光合作用产生O2量少,要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量,则需要更强的光照强度
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