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高考重點(diǎn)沖關(guān)練3.環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 滿分50分,攻堅(jiān)克難,15分鐘突破高考易失分點(diǎn)! 一、單項(xiàng)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(qiáng)度的關(guān)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(guān)說法錯(cuò)誤的是 (　　) A.圖1中光照強(qiáng)度為8時(shí)葉綠體產(chǎn)生O2的最大速率為8 B.圖1中光照強(qiáng)度為2時(shí),小球藻細(xì)胞內(nèi)葉綠體產(chǎn)生的O2全部被線粒體消耗 C.若圖2實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)小時(shí)處于黑暗中,則沒有光照的時(shí)間段應(yīng)是2～4 h D.圖2實(shí)驗(yàn)過程中,4～6 h的平均光照強(qiáng)度小于8～10 h的平均光照強(qiáng)度 【解析】選A。圖1中光照強(qiáng)度為8時(shí)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(cuò)誤;圖1中光照強(qiáng)度為2時(shí),氧氣釋放速率為0,光合速率與呼吸速率相等,則小球藻細(xì)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(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)小時(shí)處于黑暗中,則此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,密閉容器內(nèi)CO2濃度上升,對(duì)應(yīng)的時(shí)間段是2～4 h,C正確;圖2實(shí)驗(yàn)在一定溫度條件下進(jìn)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(qiáng)度應(yīng)小于8～10 h的平均光照強(qiáng)度,D正確。 2.研究人員對(duì)日光溫室內(nèi)的黃瓜補(bǔ)充不同波長(zhǎng)的光,測(cè)得黃瓜光合速率的日變化情況如圖1,為進(jìn)一步探究補(bǔ)充不同波長(zhǎng)的光對(duì)黃瓜光合速率影響的原因,研究人員測(cè)定葉肉細(xì)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(jié)果如圖2,下列相關(guān)分析不正確的是 (　　) A.據(jù)圖1可知,適當(dāng)補(bǔ)紅光,對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)最有效 B.14～16時(shí),三組光合速率均降低的主要因素是光照強(qiáng)度 C.補(bǔ)藍(lán)光時(shí),由于基粒數(shù)量減少不利于光合作用光反應(yīng)的進(jìn)行 D.補(bǔ)紅光時(shí),葉綠體中淀粉粒數(shù)減少是由于光合作用減弱導(dǎo)致 【解析】選D。由圖1結(jié)果可知,若適當(dāng)補(bǔ)紅光,對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)最有效,A正確;14～16時(shí),三組的光照強(qiáng)度均下降,三組黃瓜光合速率均降低,B正確;補(bǔ)藍(lán)光時(shí)葉肉細(xì)胞葉綠體的數(shù)量基本不變,但是每個(gè)葉綠體的基粒數(shù)量減少,不利于光合作用光反應(yīng)的進(jìn)行,C正確;根據(jù)圖1、2結(jié)果分析,補(bǔ)紅光時(shí)葉綠體中淀粉粒數(shù)減少,說明促進(jìn)光合作用產(chǎn)物運(yùn)出葉綠體有利于光合作用的進(jìn)行,D錯(cuò)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(duì)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(cè)定其生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)期的各項(xiàng)生理指標(biāo),結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) [注:CK(對(duì)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(shí)間內(nèi)吸收外界的CO2量。] A.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)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(duì)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(guān) D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,O3濃度降低會(huì)危及水稻的生長(zhǎng) 【解析】選D。由題可知,在相同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期,CO2組的表觀光合速率均大于CK組,因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,可說明高濃度CO2可部分抵消高濃度O3對(duì)水稻光合作用的脅迫,B正確;對(duì)比分析兩個(gè)柱形圖可知,在生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期相同的情況下,表觀光合速率高,其胞間CO2濃度也相對(duì)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(guān),C正確;O3組與CK組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,說明O3濃度升高會(huì)危及水稻的生長(zhǎng),D錯(cuò)誤。 【加固訓(xùn)練】 為了提高溫室黃瓜的產(chǎn)量,科研工作者取長(zhǎng)勢(shì)相同的黃瓜分成四組,甲組自然生長(zhǎng),乙組補(bǔ)充CO2,丙組高溫處理,丁組高溫+補(bǔ)充CO2,進(jìn)行培養(yǎng)并測(cè)定其凈光合速率,結(jié)果如圖。下列說法不正確的是 (　　) A.13:00凈光合速率低是因?yàn)槿~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(duì)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?yàn)闅饪钻P(guān)閉,導(dǎo)致葉綠體中CO2含量低,影響了光合作用的暗反應(yīng)過程,A正確;由題可知,甲組是自然生長(zhǎng),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(guān)的酶活性下降,B正確;丁組為高溫+補(bǔ)充CO2,凈光合速率最高,說明CO2和溫度對(duì)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?yàn)楣庹諒?qiáng)度減弱,而9:00后凈光合速率下降的原因是氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,D錯(cuò)誤。 二、非選擇題(除特殊標(biāo)注外,每空2分,共29分) 4.將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中,在保持一定的pH和溫度時(shí),給予不同條件處理,細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化如圖所示(縱坐標(biāo)“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(shí),短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP的變化趨勢(shì)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(shí)基本保持穩(wěn)定,這段時(shí)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(shí),若在丁處給予光補(bǔ)償點(diǎn)的光照,則正確表示溶解氧變化的曲線是________;若加入光反應(yīng)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(xì)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(xì)胞真正光合作用每小時(shí)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(jìn)行光合作用的光反應(yīng),產(chǎn)生[H]和ATP,所以在乙處給予光照時(shí),短時(shí)間內(nèi)葉綠體中ATP的量將會(huì)升高;因?yàn)槭窃诿荛]的容器內(nèi),限制光合作用速率的不只是光照強(qiáng)度,還有二氧化碳濃度。在光照開始時(shí),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(shí)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(shí)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(bǔ)償點(diǎn)的光照,則此時(shí)的呼吸作用強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度相同,故氧氣的量不會(huì)增加,應(yīng)是曲線d。如果在丁處加入光反應(yīng)抑制劑,那么氧氣的產(chǎn)生量會(huì)下降,其速率與光照開始前相近,但不會(huì)低于光照開始前,應(yīng)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(xì)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(shí)際產(chǎn)生的氧氣量應(yīng)是凈氧氣量+呼吸作用消耗的氧氣量,當(dāng)溶解氧的變化如圖中的b時(shí),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(shí)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(hào)調(diào)節(jié)植物體的生長(zhǎng)發(fā)育?；卮饐栴}: (1)植物細(xì)胞對(duì)光能的捕獲在葉綠體的____________完成。捕獲的光能經(jīng)光反應(yīng)階段轉(zhuǎn)化為__________,再經(jīng)過________階段轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。 (2)植物利用太陽光能的同時(shí)也會(huì)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(hào)調(diào)節(jié)植物體的生長(zhǎng)發(fā)育,研究人員以擬南芥為材料,對(duì)該機(jī)制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。 ①檢測(cè)野生型和UVRB蛋白失活的突變型植株對(duì)UVB信號(hào)的響應(yīng)情況,結(jié)果如圖所示。由此可知,UVB照射能夠______(填“促進(jìn)”“抑制”或“不影響”)下胚軸的伸長(zhǎng),且________________。 ②已有研究表明,UVRB在細(xì)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(jìn)行抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn),經(jīng)UVB照射后的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(cè),UVB照射能夠改變UVRB二聚體的____________________,使其被掩蓋的抗原位點(diǎn)得以暴露,進(jìn)一步研究證實(shí),UVRB是UVB的光受體。 ③已知細(xì)胞核內(nèi)的W蛋白可影響H基因的表達(dá),進(jìn)而影響下胚軸的伸長(zhǎng)。研究表明,在UVB的作用下,細(xì)胞質(zhì)中的UVRB二聚體解聚成單體后進(jìn)入細(xì)胞核,與W蛋白結(jié)合,從而影響H基因表達(dá)。請(qǐng)推測(cè)W蛋白與UVRB單體結(jié)合前后對(duì)H基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)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(yīng)階段發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光能的捕獲并轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能,再經(jīng)過暗反應(yīng)階段將ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)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(zhǎng)度明顯較小,說明UVB照射能夠抑制下胚軸的伸長(zhǎng),且結(jié)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(xì)胞質(zhì)中通常以二聚體的形式存在,對(duì)該二聚體進(jìn)行抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn),經(jīng)UVB照射后的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jié)構(gòu),使其被掩蓋的抗原位點(diǎn)得以暴露。 ③根據(jù)題意分析,在UVB的作用下,細(xì)胞質(zhì)中的UVRB二聚體解聚成單體后進(jìn)入細(xì)胞核,與W蛋白結(jié)合,從而影響H基因的表達(dá),說明其原因可能是W蛋白能促進(jìn)(或抑制)H基因的表達(dá),與UVRB單體結(jié)合后,導(dǎo)致促進(jìn)(或抑制)作用喪失或者W蛋白單獨(dú)存在時(shí)不能調(diào)節(jié)H基因表達(dá),與UVRB單體結(jié)合后可促進(jìn)(或抑制)H基因表達(dá)。 答案:(1)類囊體薄膜上　ATP中活躍的化學(xué)能　暗反應(yīng) (2)①抑制　UVRB參與了此調(diào)節(jié)過程?、诳臻g結(jié)構(gòu) ③W蛋白能促進(jìn)(或抑制)H基因的表達(dá),與UVRB單體結(jié)合后,導(dǎo)致促進(jìn)(或抑制)作用喪失或者W蛋白單獨(dú)存在時(shí)不能調(diào)節(jié)H基因表達(dá),與UVRB單體結(jié)合后可促進(jìn)(或抑制)H基因表達(dá)