细叶桉(阳生)和蛤蒌(阴生)均为我国南方地区常见的植物。下图为这两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合作用速率与呼吸速率的比值( P/R )随光照强度变化的曲线图,下列有关说法中错误的是( )
A . 当光照强度为 a 时,叶肉细胞内产生 ATP 的膜结构有类囊体薄膜、线粒体内膜
B . 光照强度在 c 点之后,限制 B 植物 P/R 值增大的主要外界因素是 CO 2 浓度
C . 若适当增加土壤中无机盐镁的含量一段时间后, B 植物的 a 点右移
D . 光照强度为 x (b < x < c) ,每日光照 12 小时,一昼夜中细叶桉的干重将减少,蛤蒌的干重将增加
C
【分析】
阴生植物在光照强度较低时就能达到最大值,而阳生植物需要在较强的光照强度下才能达到最大值,据此可判断 A 是阳生植物细叶桉, B是阴生植物蛤蒌,光照强度为 a时,B植物的P/R=1,也即光合作用等于呼吸作用,在此之前的光照强度,植物的光合作用小于植物的呼吸作用,光照强度为 b时,A植物的P/R=1,也即光合作用等于呼吸作用,在此之前的光照强度,植物的光合作用小于植物的呼吸作用,光照强度为c时,植物B的光合作用达到最大值,光照强度为d时,植物A的光合作用达到最大值,据此分析对各选项进行判断。
【详解】
A. 当光照强度为 a 时,植物 A、B都既进行光合作用又进行呼吸作用,光合作用产生ATP的场所是叶绿体中类囊体薄膜,细胞呼吸产生ATP场所包括细胞质基质和线粒体,因此叶肉细胞内产生 ATP 的膜结构有类囊体薄膜、线粒体内膜, A正确;
B. 光照强度在 c 点之后,随着光照强度的增加,植物 B光合作用速率不再增加,此时限制B植物光合作用的外界因素不再是光照强度,又题干表明温度、水分均适宜,因此限制 B 植物 P/R 值增大的主要外界因素是 CO 2 浓度, B正确;
C. 若适当增加土壤中无机盐镁的含量一段时间后,植物吸收镁增加使得细胞中叶绿素含量增加,植物的光合作用速率增加,而此时细胞呼吸速率不变,因此 B 植物的 a 点左移, C错误;
D. 光照强度为 x (b < x < c) ,每日光照 12 小时,蛤蒌的 P/R > 2 而细叶桉 P/R < 2 ,因此一昼夜中细叶桉的干重将减少,蛤蒌的干重将增加, D正确;
因此选 C。
【点睛】
本题以阳生植物的阴生植物为背景,综合考查了光合作用和细胞呼吸及影响光合作用的外界因素,意在考查考生理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力。
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
(1)光合作用过程图:
氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
(2)玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
(3)影响光合作用强度的条件:温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
(4)光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
项目 | 光反应(准备阶段) | 暗反应(完成阶段) |
场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 | ||
能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
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