解析 单位时间内O2产生量表示的是总光合速率,净光合速率的表示方法一般有单位时间内O2释放量、CO2吸收量和有机物的积累量,A错误;据图可知A点、B点时净光合速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,即植物依然有一定强度的光合作用,B错误;萌芽后的前25 d,净光合速率偏低,原因是叶片光合作用能力较低及叶片发育时需要较强的呼吸作用提供能量,C正确;图1显示,叶片发育60 d时在强光下的净光合速率大于15 d时的净光合速率,说明随寒富苹果叶片的发育,对强光的利用能力增强,D错误。
7.如图甲是夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线并回答下列问题:
(1)由图甲可看出大约中午12时时,光合作用强度明显减弱(C点),其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由B点到C点的过程中,短时间内C3和C5的变化分别是_____________________。 (3)测得该植物的一些实验数据如下:
30 ℃ 一定光照15 h 吸收CO2 660 mg
若该植物处于白天均温30 ℃,晚上均温15 ℃,有效光照12 h的环境下,该植物一昼夜积累的葡萄糖为________ mg。
(4)将该植物置于一密闭的容器内一昼夜,此过程中容器内O2的相对含量变化如图乙所示。据图回答下列问题:
黑暗下5 h 释放CO2 220 mg 15 ℃黑暗5 h 释放CO2 110 mg
①图乙中植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是________________; ②该植株经过一昼夜后,能否积累有机物?________________________________________, 理由是________________________________________________________________________。 答案 (1)温度高,蒸腾作用强,导致部分气孔关闭,CO2吸收量减少,光合作用强度减弱 (2)C3减少、C5增多 (3)180 (4)①B点和C点 ②不能 因为一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量,说明该植物一昼夜呼吸作用大于光合作用
解析 (1)夏季中午温度高,植物蒸腾作用比其他时间强,导致部分气孔关闭,CO2吸收量减少,光合作用强度减弱。(2)由(1)知,B点到C点光合作用强度减弱的根本原因是植物吸收的CO2减少,光合作用的暗反应阶段CO2固定减少,C3生成量减少,而C5消耗量减少,由此得出在光合作用的动态变化中,C3减少、C5增加。(3)CO2吸收量代表的是光合作用的净光合量,注意题目中白天和晚上对应的温度,结合题意计算CO2的吸收量为(660/15)×12-(110/5)×12=264(mg),一昼夜积累的葡萄糖的量为(264×180)/(6×44)=180(mg)。(4)①分析曲线可知,AB段(不含B点)和CD段(不含C点),密闭容器内O2含量呈下降趋势,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度;BC段(不含B、C点),密闭容器内O2含量呈上升趋势,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;B、C点为转折点,所以B点、C点是光合作用强度等于呼吸作用强度的点。②能否积累有机物,是看一昼夜总的光合作用和呼吸作用的大小,可以通过一昼夜CO2或O2的变化量来判断,本题是比较A点、D点O2的相对含量:D点O2的相对含量低于A点O2的相对含量,说明一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量,即一昼夜总的光合作用小于呼吸作用,所以植物不能积累有机物。
技法提炼
两种不同条件下的坐标曲线分析
(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线,如下:
①开始进行光合作用的点:b点。
②光合作用与呼吸作用相等的点:c、e点。 ③开始积累有机物的点:c点。 ④有机物积累量最大的点:e点。
(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线如下:
①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H点。
②该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点低于A点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用>细胞呼吸,植物生长。
题型四 坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
8.将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO2浓度,在一定光照强度下测定叶片光合作用强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移 B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移 C.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移 D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移 答案 D
解析 a点、b点分别是CO2补偿点、CO2饱和点,在a点浓度时,光合速率等于呼吸速率;b点浓度时,光合速率达到最大。如果光照强度适当降低,则光合作用强度会降低,a点应右移,b点左移;如果光照强度适当增强,则光合作用强度会增加,a点左移,b点右移。 9.下图是同密闭的玻璃罩内植物在不同光照和CO2浓度下测得相关的曲线图,请回答下列问题:
(1)若图甲是在CO2浓度为G点时,改变光照强度测得的曲线,则CO2浓度由曲线中G点增加到H点时,图甲中D点移动方向为________(填“左移”“右移”或“不变”)。 (2)若图甲是在CO2浓度为H点时,改变光照强度测得的曲线,则CO2浓度由曲线中H点增加到I点时,图甲中D点移动方向为________(填“左移”“右移”或“不变”)。
答案 (1)右移 (2)不变
解析 (1)图甲D点表示光的饱和点,当图乙中增加CO2浓度(G点到H点)时,净光合作用增加,因此图甲中D点右移。(2)图乙H点表示CO2饱和点,当CO2浓度由H点增加到I点时,光合作用不再改变,因此图甲中D点不变。 技法提炼
面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知,OA表示呼吸作用释放的CO2量,由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素,对补偿点和饱和点会有一定的影响,因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示:
条件改变 适当提高温度 适当增大光照 强度(CO2浓度) 适当减少光照 强度(CO2浓度) 植物缺少Mg元素
注:适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上;光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
题型五 影响光合作用与细胞呼吸因素的分析
10.蚕豆叶片表面的气孔由一对保卫细胞围绕而成。如图所示为一天中蚕豆完整叶片的气孔孔径的变化以及保卫细胞中钾离子含量和蔗糖浓度的变化情况。据图分析下列叙述正确的是( )
△面积 减少 增加 光(CO2) 补偿点 右移 左移 光(CO2) 饱和点 左移 右移 减少 减少 右移 右移 左移 左移
A.蚕豆叶片不能主动调节气孔孔径的大小 B.一天中各时段调节气孔开闭的主要物质不同 C.一天中引起气孔开闭的外界环境因素是CO2浓度 D.叶片缺水可能引起保卫细胞对钾离子的主动吸收 答案 B
解析 蚕豆叶片能根据植物代谢情况,通过改变保卫细胞代谢速率,使其细胞浓度变化,进而主动调节气孔孔径大小,A错误。由曲线可知,在8∶00~11∶00气孔孔径增大主要与钾离子含量有关,在17∶00~21∶00主要与蔗糖含量有关,B正确。一天中引起气孔开闭的外界环境因素主要是温度,C错误。叶片缺水时,一般是钾离子外流,保卫细胞渗透压下降,保卫细胞失水气孔关闭,D错误。
11.某科研小组为研究温度变化对某栽培植物生长的影响,在光照、CO2浓度及其他外界条件适宜且恒定的条件下,测得植物叶肉细胞净光合速率及在黑暗条件下呼吸速率的相对值如下表;在不同温度下该植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如下图。请分析回答:
温度(℃) 净光合速率相对值 呼吸速率相对值 20 2 2 25 4 3 30 5 3.5 35 3 4.5 40 0 5 45 -4 4.5 50 -3 3 55 -2 2
(1)表中数据表明:该植物在温度为________℃,光合产物的积累最快;温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同,其原因是______________________________________。
(2)在40 ℃条件下,该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的________点,判断依据是________________________________________________________________________。 图中d点时,叶肉细胞所处的温度是________ ℃(填表中温度)。
(3)每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,该植物能长期正常生长的温度为___________(填表中温度)。理由是_______________________________________________________。