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高考重點沖關練3.環(huán)境因素對光合作用的影響 滿分50分,攻堅克難,15分鐘突破高考易失分點! 一、單項選擇題(共3小題,每小題7分,共21分) 1.如圖1為適宜溫度下小球藻O2釋放速率與光照強度的關系;圖2表示將小球藻放在密閉容器內(nèi),在一定溫度條件下容器內(nèi)CO2濃度的變化情況。下列有關說法錯誤的是 (　　) A.圖1中光照強度為8時葉綠體產(chǎn)生O2的最大速率為8 B.圖1中光照強度為2時,小球藻細胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生的O2全部被線粒體消耗 C.若圖2實驗中有兩個小時處于黑暗中,則沒有光照的時間段應是2～4 h D.圖2實驗過程中,4～6 h的平均光照強度小于8～10 h的平均光照強度 【解析】選A。圖1中光照強度為8時葉綠體釋放O2的最大速率為8,呼吸速率為2,則葉綠體產(chǎn)生O2的最大速率為10,A錯誤;圖1中光照強度為2時,氧氣釋放速率為0,光合速率與呼吸速率相等,則小球藻細胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生的O2全部被線粒體消耗,B正確;若圖2實驗中有兩個小時處于黑暗中,則此時只進行細胞呼吸,密閉容器內(nèi)CO2濃度上升,對應的時間段是2～4 h,C正確;圖2實驗在一定溫度條件下進行,呼吸速率一定,4～6 h CO2濃度較高,8～10 h CO2濃度較低,且都保持CO2濃度不變,說明4～6 h平均光照強度應小于8～10 h的平均光照強度,D正確。 2.研究人員對日光溫室內(nèi)的黃瓜補充不同波長的光,測得黃瓜光合速率的日變化情況如圖1,為進一步探究補充不同波長的光對黃瓜光合速率影響的原因,研究人員測定葉肉細胞內(nèi)的葉綠體數(shù)、葉綠體內(nèi)的淀粉粒數(shù)、基粒數(shù),結果如圖2,下列相關分析不正確的是 (　　) A.據(jù)圖1可知,適當補紅光,對黃瓜的生長最有效 B.14～16時,三組光合速率均降低的主要因素是光照強度 C.補藍光時,由于基粒數(shù)量減少不利于光合作用光反應的進行 D.補紅光時,葉綠體中淀粉粒數(shù)減少是由于光合作用減弱導致 【解析】選D。由圖1結果可知,若適當補紅光,對黃瓜的生長最有效,A正確;14～16時,三組的光照強度均下降,三組黃瓜光合速率均降低,B正確;補藍光時葉肉細胞葉綠體的數(shù)量基本不變,但是每個葉綠體的基粒數(shù)量減少,不利于光合作用光反應的進行,C正確;根據(jù)圖1、2結果分析,補紅光時葉綠體中淀粉粒數(shù)減少,說明促進光合作用產(chǎn)物運出葉綠體有利于光合作用的進行,D錯誤。 3.近年來大氣中的CO2濃度和O3濃度不斷上升。為了研究CO2濃度和O3濃度上升對農(nóng)作物的影響,研究人員用高濃度CO2和高濃度O3處理水稻“汕優(yōu)63”,測定其生長發(fā)育不同時期的各項生理指標,結果如圖。下列敘述錯誤的是 (　　) [注:CK(對照,大氣常態(tài)濃度);CO2(CO2常態(tài)濃度+200 μmolmol -1);O3(O3常態(tài)濃度160%);CO2+O3(CO2常態(tài)濃度+200 μmolmol -1和O3常態(tài)濃度160%)。表觀光合速率是指在光照條件下,一定量的植物在單位時間內(nèi)吸收外界的CO2量。] A.實驗結果表明,不同生長發(fā)育時期,升高CO2濃度,水稻的表觀光合速率增大 B.高濃度CO2可部分抵消高濃度O3對水稻光合作用的脅迫 C.水稻表觀光合速率的增大可能與胞間CO2濃度升高有關 D.實驗結果表明,O3濃度降低會危及水稻的生長 【解析】選D。由題可知,在相同的生長發(fā)育時期,CO2組的表觀光合速率均大于CK組,因此實驗結果表明,不同生長發(fā)育時期,升高CO2濃度,水稻的表觀光合速率增大,A正確;CK組、O3組與CO2+O3組的實驗結果對比,可說明高濃度CO2可部分抵消高濃度O3對水稻光合作用的脅迫,B正確;對比分析兩個柱形圖可知,在生長發(fā)育時期相同的情況下,表觀光合速率高,其胞間CO2濃度也相對較高,因此水稻表觀光合速率的增大可能與胞間CO2濃度升高有關,C正確;O3組與CK組的實驗結果對比,說明O3濃度升高會危及水稻的生長,D錯誤。 【加固訓練】 為了提高溫室黃瓜的產(chǎn)量,科研工作者取長勢相同的黃瓜分成四組,甲組自然生長,乙組補充CO2,丙組高溫處理,丁組高溫+補充CO2,進行培養(yǎng)并測定其凈光合速率,結果如圖。下列說法不正確的是 (　　) A.13:00凈光合速率低是因為葉綠體中CO2含量低 B.丙組凈光合速率低于甲組的原因是高溫使光合酶活性下降 C.丁組說明CO2和溫度對提高凈光合速率具有協(xié)同作用 D.15:00后凈光合速率下降和9:00后凈光合速率下降的原因相同 【解析】選D。13:00凈光合速率低是因為氣孔關閉,導致葉綠體中CO2含量低,影響了光合作用的暗反應過程,A正確;由題可知,甲組是自然生長,丙組是高溫處理,因此丙組凈光合速率低于甲組的原因是高溫使與光合作用有關的酶活性下降,B正確;丁組為高溫+補充CO2,凈光合速率最高,說明CO2和溫度對提高凈光合速率具有協(xié)同作用,C正確;15:00后凈光合速率下降是因為光照強度減弱,而9:00后凈光合速率下降的原因是氣孔關閉,CO2供應不足,D錯誤。 二、非選擇題(除特殊標注外,每空2分,共29分) 4.將某綠藻細胞懸浮液放入密閉的容器中,在保持一定的pH和溫度時,給予不同條件處理,細胞懸浮液中溶解氧濃度變化如圖所示(縱坐標“溶解度”表示溶液的溶氧量)。不考慮無氧呼吸,據(jù)圖回答下列問題: (1)在乙處給予光照時,短時間內(nèi)葉綠體中ATP的變化趨勢是__________(填“升高”“降低”或“不變”)。乙處光照開始后,溶解氧濃度逐漸增加,但第6分鐘后不再增加,并在第6～7分鐘時基本保持穩(wěn)定,這段時間內(nèi)限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是________________。第6～7分鐘內(nèi)光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。 (2)保持其他條件不變時,若在丁處給予光補償點的光照,則正確表示溶解氧變化的曲線是________;若加入光反應的抑制劑,正確表示溶解氧變化的曲線是________。(填字母) (3)根據(jù)第0～4分鐘的數(shù)據(jù)分析,綠藻細胞的呼吸速率為________(用氧的消耗速率表示)微摩爾氧氣/分鐘。若在圖中丁處給予適宜條件,使溶解氧的變化如圖中的b,在此條件下,綠藻細胞真正光合作用每小時產(chǎn)生的氧氣量約為________微摩爾。 【解析】(1)有光條件下,葉綠體中進行光合作用的光反應,產(chǎn)生[H]和ATP,所以在乙處給予光照時,短時間內(nèi)葉綠體中ATP的量將會升高;因為是在密閉的容器內(nèi),限制光合作用速率的不只是光照強度,還有二氧化碳濃度。在光照開始時,光合作用速率大于呼吸作用速率,氧氣釋放,容器中氧濃度增加,但一段時間后,容器中CO2減少,光合作用速率下降,最后光合作用速率與呼吸作用速率相等,氧氣不再釋放,氧濃度不再增加。據(jù)圖中曲線變化可知,在第6～7分鐘這段時間內(nèi)限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是二氧化碳。 (2)如果丁處給予光補償點的光照,則此時的呼吸作用強度與光合作用強度相同,故氧氣的量不會增加,應是曲線d。如果在丁處加入光反應抑制劑,那么氧氣的產(chǎn)生量會下降,其速率與光照開始前相近,但不會低于光照開始前,應是曲線e。 (3)由圖可知,在黑暗處4分鐘內(nèi)消耗了氧氣210-200=10微摩爾,則綠藻細胞的呼吸速率為10/4=2.5微摩爾氧氣/分鐘。若在圖中丁處給予適宜條件,綠藻實際產(chǎn)生的氧氣量應是凈氧氣量+呼吸作用消耗的氧氣量,當溶解氧的變化如圖中的b時,由圖可知,每分鐘的凈氧氣產(chǎn)生量是(290-260)/(12-9)=10微摩爾,由第(2)問可知呼吸作用消耗的氧氣量是每分鐘2.5微摩爾,故產(chǎn)生的氧氣量是每分鐘12.5微摩爾,在1小時內(nèi)共產(chǎn)生12.560=750微摩爾。 答案:(1)升高　二氧化碳　等于 (2)d　e　(3)2.5　750 5.光照不僅能為植物的光合作用提供能量,還能作為信號調(diào)節(jié)植物體的生長發(fā)育。回答問題: (1)植物細胞對光能的捕獲在葉綠體的____________完成。捕獲的光能經(jīng)光反應階段轉(zhuǎn)化為__________,再經(jīng)過________階段轉(zhuǎn)化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學能。 (2)植物利用太陽光能的同時也會接受紫外光的照射。已有研究表明,紫外光中的UVB能夠作為一種環(huán)境信號調(diào)節(jié)植物體的生長發(fā)育,研究人員以擬南芥為材料,對該機制進行了實驗探究。 ①檢測野生型和UVRB蛋白失活的突變型植株對UVB信號的響應情況,結果如圖所示。由此可知,UVB照射能夠______(填“促進”“抑制”或“不影響”)下胚軸的伸長,且________________。 ②已有研究表明,UVRB在細胞質(zhì)中通常以二聚體的形式存在。研究人員使用某種特異性抗體與UVRB二聚體進行抗原—抗體雜交實驗,經(jīng)UVB照射后的實驗結果出現(xiàn)雜交帶,未經(jīng)UVB照射則不出現(xiàn)雜交帶。由此推測,UVB照射能夠改變UVRB二聚體的____________________,使其被掩蓋的抗原位點得以暴露,進一步研究證實,UVRB是UVB的光受體。 ③已知細胞核內(nèi)的W蛋白可影響H基因的表達,進而影響下胚軸的伸長。研究表明,在UVB的作用下,細胞質(zhì)中的UVRB二聚體解聚成單體后進入細胞核,與W蛋白結合,從而影響H基因表達。請推測W蛋白與UVRB單體結合前后對H基因表達的調(diào)節(jié)機制可能是______________________________________________ __________________________________________________(3分)。 【解析】(1)根據(jù)光合作用的過程分析,光合作用的光反應階段發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上,實現(xiàn)了對光能的捕獲并轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能,再經(jīng)過暗反應階段將ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C物中穩(wěn)定的化學能。 (2)①根據(jù)以上分析可知,與無UVB照射相比,在有UVB照射的情況下,野生型的下胚軸長度明顯較小,說明UVB照射能夠抑制下胚軸的伸長,且結合題干信息說明UVRB參與了此調(diào)節(jié)過程。 ②由題可知,UVRB在細胞質(zhì)中通常以二聚體的形式存在,對該二聚體進行抗原—抗體雜交實驗,經(jīng)UVB照射后的實驗結果出現(xiàn)雜交帶,而未經(jīng)UVB照射則不出現(xiàn)雜交帶,說明UVB照射能夠改變UVRB二聚體的空間結構,使其被掩蓋的抗原位點得以暴露。 ③根據(jù)題意分析,在UVB的作用下,細胞質(zhì)中的UVRB二聚體解聚成單體后進入細胞核,與W蛋白結合,從而影響H基因的表達,說明其原因可能是W蛋白能促進(或抑制)H基因的表達,與UVRB單體結合后,導致促進(或抑制)作用喪失或者W蛋白單獨存在時不能調(diào)節(jié)H基因表達,與UVRB單體結合后可促進(或抑制)H基因表達。 答案:(1)類囊體薄膜上　ATP中活躍的化學能　暗反應 (2)①抑制　UVRB參與了此調(diào)節(jié)過程?、诳臻g結構 ③W蛋白能促進(或抑制)H基因的表達,與UVRB單體結合后,導致促進(或抑制)作用喪失或者W蛋白單獨存在時不能調(diào)節(jié)H基因表達,與UVRB單體結合后可促進(或抑制)H基因表達