高中生物一轮复习同步练习：光合作用的影响因素及其应用

光合作用的影响因素及其应用练习一、选择题1.某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测定得到下表所示结果。下列叙述正确的是()灯泡与烧杯距离/cm153045607590气泡产生速率/(个·min－1)492811000A.本实验的目的是探究CO2浓度对光合速率的影响B.15～45cm之间，气泡产生量为光合作用实际产生氧气的量C.小于60cm时，限制光合速率的主要因素是光照强度D.60cm时，光线太弱导致光合作用完全停止2.小明家想建一个绿色蔬菜大棚，他结合所学知识给出若干建议，其中包括在大棚内安装太阳能灯和增加供暖装置以确保昼夜温度均高于室外，下列有关小明的建议和对应原理的叙述正确的是()A.太阳能灯能在阴天时增加光照强度，增强光反应，为暗反应提供更多的ATP和NADPHB.光反应在光下进行，暗反应在暗处进行，夜晚要关闭太阳能灯让植物进行暗反应C.大棚内最好安装绿色的太阳能灯D.延长光照时间能提高光合作用的速率3.下列有关光合作用原理和应用的叙述错误的是()A.叶绿体中光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧和H＋B.在暗反应阶段中，从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被NADPH还原C.提高白天与夜间的温度，有利于增加大棚蔬菜产量D.适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度4.农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是()A.单位叶片中A点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度B.D点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度C.CO2浓度由B点调至C点瞬间，叶绿体中C3含量下降D.若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，D点会向右上方移动5.下列关于农业生产措施及其作用对应关系一致的是()措施作用A在甘蔗生长后期除去下部部分老叶降低呼吸作用，增加有机物积累B合理密植提高光合速率，提高作物产量C温室及时通风促进作物吸收利用O2D适时适度松土促进作物根系对有机营养物质及无机盐离子的吸收6.红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、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，下列叙述正确的是()A.当光照强度为A时，持续光照一昼夜后人参干重增加B.光照强度大于D时，可能是温度限制了红松P/R值的增大C.若适当增施含镁的肥料，一段时间后人参的A点右移D.光照强度为C时，红松和人参的光合速率有可能不同7.为探究CO2浓度和氮肥对小麦产量的影响，某同学通过实验测得小麦单位叶面积的CO2吸收速率(mmol·h－1)，结果如图所示。下列说法错误的是()A.该实验中的温度和光照强度应适宜并且保持一致B.吸收的氮可用于合成NADPH和叶绿素等含氮物质C.适当增大CO2浓度和施加氮肥都有利于小麦增产D.叶绿体中CO2的固定量就是测得的叶片的CO2吸收量二、非选择题8.为研究光质对大棚蔬菜种植的影响，科研人员以出芽30天的番茄幼苗为实验材料，设置光照强度相同的蓝光(B)、红光(R)和自然光(W)3个处理，相关实验处理及结果如表所示。BRW叶绿素含量/(mg·g－1)1.953.752.85气孔导度/(molH2O·m－2·s－1)0.530.330.42胞间CO2含量/(μmolCO2·m－2·s－1)215255235注：气孔导度可表示气孔张开的程度。(1)番茄叶肉细胞中的叶绿素主要分布在________________，主要吸收可见光中的__________________________________________________________________。(2)从绿叶中提取色素常用的试剂是__________。科研人员在测定叶绿素含量时从每个培养室里随机选择了10株幼苗，且均选取了顶芽起第二叶作为样本进行测定，这样操作的目的分别是______________________________________________________________________________________________________。(3)经红光处理一段时间后，番茄叶片的光吸收能力将________(填“增大”“减小”或“基本不变”)，判断依据是_______________________________________________________________________________________________________。(4)根据上述实验结果推测，阴雨天气时，在大棚内人工补充________(填“红光”“蓝光”或“自然光”)更有利于番茄生长，依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。9.某实验小组欲探究外源NO处理对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响，共做了4组实验。下图中甲组为空白对照组，乙组表示用外源NO处理非干旱玉米幼苗，丙组表示只进行干旱胁迫处理，其他条件相同且适宜，3d后测定相关指标，结果如图所示。请回答下列问题：(1)实验中丁组的处理为_________________________________________。(2)干旱胁迫下，玉米幼苗的Pn和Gs与甲组相比________________(填变化)。进一步研究发现，干旱胁迫会使部分叶绿体基粒片层结构解体，直接影响光反应，进而影响暗反应的____________________(填反应)过程，光合速率下降。(3)影响光合作用的因素可分为气孔因素和非气孔因素。若胞间CO2浓度升高而Gs下降，则光合速率下降的主要影响因素是________________因素。本实验中干旱胁迫下玉米Pn的下降主要是由________________引起的，由此推测，NO的作用可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________。10.研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变型玉米，并利用其研究了光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制。(1)玉米叶肉细胞合成的光合作用产物部分用于建造植物体本身和________，传粉后大部分运输到种子中积累、储存。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图1。结果说明野生型植株中CST1蛋白能够________气孔打开。(2)研究人员测定了野生型植株在不同条件下CST1基因的表达量，图2结果显示A组___________________________________________________________________________________________________________________________________，B组CST1基因在连续黑暗处理下持续高水平表达，C组CST1基因在连续光照处理下持续低水平表达。(3)据上述结果，研究人员进一步推测CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控，进而影响气孔开放程度。在玉米传粉后第15天分别向野生型玉米和突变型玉米的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶片气孔开放程度。若实验结果为野生型蔗糖组气孔开放程度明显低于野生型蒸馏水组，且高于突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组，____________________________，则可证明上述推测。(4)结合以上研究结果，请完善光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制模型(在方框中以文字和箭头的形式作答)。11.异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体膜造成的伤害。如图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：(1)图中A细胞器是________，3－磷酸甘油醛产生的场所有____________。据图分析：参与合成异戊二烯的物质有________________________________。(2)当光照强度突然增强时，短时间内A细胞器中的3－磷酸甘油醛的含量________。长时间的高温、强光等环境因素对类囊体膜造成伤害后，会直接影响图中____________________________(填物质名称)的产生，进而影响光合作用和细胞呼吸。(3)高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的________________________量增加，促进了异戊二烯的合成。(4)为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表：实验步骤简要操作过程取材取生长健壮且长势一致的叶片，分为3组，将叶片的叶柄浸入相应的完全营养液中设置对照组第1组作为对照组，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制剂设置实验组第2组________________，第3组________________不同温度处理第1、3组________处理，第2组高温处理结果测定一段时间后，测定3组叶片中的异戊二烯的含量预期结果第2、3组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1组答案：1.C根据题意分析，该实验的目的是探究光照强度对光合速率的影响，A错误；15～45cm之间，气泡的产生速率表示净光合速率，B错误；小于60cm时，随着光照强度的增加，气泡的产生速率加快，因此，此时限制光合速率的主要因素是光照强度，C正确；60cm时，光线太弱可能导致净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，光合作用没有完全停止，D错误。2.A阴天时光照不足，可用太阳能灯增加光照强度，进而增强光反应，为暗反应提供更多的NADPH和ATP，A正确；光反应必须在光下进行，而暗反应有光、无光都能进行，夜晚为了更好地提高产量，需要打开太阳能灯(延长光照时间)，让植物进行光合作用，因为暗反应需要光反应提供ATP和NADPH，B错误；绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光，几乎不吸收绿光，不宜在大棚内安装绿色的太阳能灯，可安装蓝紫色或红色的太阳能灯，C错误；光合作用速率指的是单位时间内的光合作用强度，延长光照时间不能提高光合作用的速率，D错误。3.C在暗反应阶段中，从外界吸收进来的二氧化碳先与C5结合生成C3，接着C3被还原，即从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被NADPH还原；白天适当提高温度，有利于光合作用的进行，晚上适当降低温度，降低呼吸速率，从而增加大棚蔬菜产量；“光合午休”是由于中午光照过强，温度过高，蒸腾作用过于旺盛，部分气孔关闭导致二氧化碳供应不足引起的，故适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。4.B曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A错误；CO2浓度由B点调至C点瞬间，C3的合成增加，消耗暂时不变，所以C3含量上升，C错误；突然降低温度，光合速率降低，D点会向左下方移动，D错误。5.A随着甘蔗茎的伸长，基部叶片自下而上逐渐枯黄，在甘蔗生长后期除去枯黄老叶，可降低甘蔗植株的呼吸作用，减少有机物的消耗，有利于有机物的积累，A符合题意；合理密植，适当增大种植密度，有利于增大光合作用面积，但不能提高光合速率，B不符合题意；温室通风有利于作物吸收利用CO2，C不符合题意；植物根系细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要细胞代谢供能，适时适度松土能保持土壤的通气性，促进植物根部细胞进行有氧呼吸，从而促进植物根系吸收无机盐离子；高等植物属于自养型生物，不从外界吸收有机营养物质，D不符合题意。6.D光照强度为A时，人参的光合作用速率与呼吸速率的比值为1，即光合速率等于呼吸速率，净光合速率等于零，没有有机物的积累，持续光照一昼夜后人参干重不会增加，A错误；光照强度在D点时红松P/R值达到最大，此后随着光照强度的增加，光合速率也不再增加，即在D点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度，不是温度，因为图示曲线是在最适温度条件下获得的，B错误；适当增施含镁的肥料，可以增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量，进而促进光反应以提高光合速率，在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态，即一段时间后人参的A点左移，C错误；光照强度为C时，红松和人参的P/R值相等，由于红松是阳生植物，而人参为阴生植物，二者的呼吸速率有差别，因此判断二者的光合速率有可能不同，D正确。7.D分析图示可知，随着CO2浓度的增加，小麦单位叶面积的CO2吸收速率增加，光合速率增强。相同的CO2浓度下，施加氮肥组比不施加氮肥组的CO2吸收速率快，光合速率强。本实验中的自变量是CO2浓度和是否施加氮肥，温度和光照强度为无关变量，各组应适宜并且保持一致，A正确；吸收的氮可用于合成NADPH和叶绿素等含氮物质，B正确；由以上分析可知，适当增大CO2浓度和施加氮肥都有利于小麦增产，C正确；叶片的CO2吸收量代表净光合速率，叶绿体中CO2的固定量代表总光合速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，故叶绿体中CO2的固定量不等于测得的叶片的CO2吸收量，D错误。8.(1)叶绿体类囊体薄膜上蓝紫光和红光(2)无水乙醇避免偶然因素对实验结果造成干扰；保证无关变量相同(3)增大用红光处理一段时间后，叶肉细胞中的叶绿素含量明显提高(4)蓝光蓝光条件下气孔导度大，胞间CO2浓度低，合成有机物效率更高解析(1)番茄叶肉细胞中的叶绿素主要分布在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)绿叶中的色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，从绿叶中提取色素常用的试剂是无水乙醇。科研人员在测定叶绿素含量时从每个培养室里随机选择了10株幼苗，目的是避免偶然因素对实验结果造成干扰；均选取了顶芽起第二叶作为样本进行测定，目的是遵循实验的单一变量原则，保证无关变量相同。(3)该实验中，自然光处理组是对照组，分析表格数据可知，与自然光处理组相比，红光处理组番茄叶肉细胞中的叶绿素含量最高，推测经红光处理一段时间后，番茄叶片的光吸收能力将增大。(4)根据表中数据分析可知，相同光照强度下，蓝光处理组的气孔导度最大，胞间CO2浓度最低，说明相同光照强度下，蓝光处理组合成有机物的效率最高。据此推测，阴雨天气时，在大棚内人工补充蓝光更有利于番茄生长。9.(1)同时利用外源NO和干旱胁迫处理玉米幼苗(2)都(显著)下降C3的还原(3)非气孔气孔因素(限制)通过减轻干旱对气孔因素的限制作用来缓解其对光合速率的抑制作用解析(1)由题意可知，该实验的目的是探究外源NO处理对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响，该实验设计了4组，其中甲组为空白对照组，乙组表示用外源NO处理非干旱玉米幼苗，丙组表示只进行干旱胁迫处理，根据实验的对照原则，丁组的处理为同时利用外源NO和干旱胁迫处理玉米幼苗。(2)由(1)可知，丙、丁两组都处于干旱胁迫下，玉米幼苗的Pn、Gs与甲组相比都显著下降，进一步研究发现，干旱胁迫会使部分叶绿体基粒片层结构(类囊体)解体，类囊体薄膜是光反应的场所，其受损会直接影响NADPH和ATP的合成，进而影响暗反应过程中C3的还原过程，光合速率下降。(3)据题意可知，影响光合作用的因素可分为气孔因素和非气孔因素，若胞间CO2浓度升高，但Gs下降，则说明光合速率下降的主要影响因素是非气孔因素。本实验中干旱胁迫下玉米Pn的下降主要是Gs下降所致，是受气孔因素的影响，题图所示实验结果丁组(外源NO＋干旱胁迫)Gs和Pn都高于丙组(仅干旱胁迫)，但仍低于空白对照组甲组，说明NO的作用可能是通过减轻干旱对气孔因素的限制作用来缓解其对光合速率的抑制作用。10.(1)呼吸作用促进(2)CST1基因表达量在光照时下降，黑暗时上升(3)突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组气孔开放程度相同(4)解析(1)分析图1可知，传粉后相同天数时，野生型的气孔开放程度均高于突变型的，结合题干信息可知，突变型玉米为CST1基因功能缺失的玉米，综上可说明野生型植株中CST1蛋白能够促进气孔打开。(2)分析题图可知，A组CST1基因表达量在光照时下降，黑暗时上升。(3)根据题干信息可知，本实验的目的是验证CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控，进而影响气孔开放程度。结合实验处理可知，若实验结果为野生型蔗糖组气孔开放程度明显低于