高三生物一轮复习练习：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.用不同温度和光照强度组合对葡萄植株进行处理，实验结果如下图所示，据图分析，叙述正确的是()A.各个实验组合中，40℃和强光条件下，类囊体薄膜上的卡尔文循环最弱B.影响气孔开度的因素有光、温度、水分、脱落酸等因素C.在实验范围内，葡萄植株的胞间CO2浓度上升的原因可能是高温破坏类囊体薄膜结构或高温使细胞呼吸速率增强D.葡萄植株在夏季中午光合速率明显减小，只是因为光照过强引起气孔部分关闭2.(多选)大气中的CO2需通过植物叶片内部结构最终扩散到叶绿体基质内进行光合作用，叶肉细胞可导致CO2传递受阻从而影响植物的光合作用，该现象称为叶肉限制；叶肉限制的大小可用叶肉导度(CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力的倒数)表示。下列说法错误的是()A.植物细胞壁越厚，叶肉导度越大B.叶肉导度越大，光合速率越小C.干旱条件下，叶肉限制可能会增大D.增加叶肉细胞中膜通透性，可降低叶肉限制3.下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，错误的是()A.图①中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的小B.图③中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的小C.图④中Z因素(Z3＞Z2＞Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度D.图②中Y因素最有可能代表光照强度4.某研究小组进行了探究环境因素对某植物光合作用影响的实验，实验结果如图所示。下列有关分析正确的是()A.图中CO2浓度1大于CO2浓度2，若将CO2浓度改为温度，则此关系也成立B.若E点为正常植物的光饱和点，则缺镁植物的E点会右移C.图中C、D两点相比，D点植物叶肉细胞中C5的含量要高一些D.A点植物叶肉细胞中参与C3还原的NADPH和ATP比C点要多5.格鲁于1682年所写的书中提到：芦荟有时尝起来是酸的。班杰明·海那发现：落地生根的叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，有科学家后来以石蕊试纸证实了海那的观察。原来景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列有关分析正确的是()A.如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高B.由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区C.白天景天科植物叶肉细胞内有机酸和葡萄糖的含量可能呈正相关D.景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解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.(多选)卡尔文因发现光合作用合成己糖(葡萄糖)反应中CO2的固定途径获得诺贝尔奖。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液，给予实验装置不同时间(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照，分析14CO2去向，结果见下表，据表分析正确的是()光照时间0t1t2t3t4t5分离出的放射性化合物无①①②①②③①②③④⑤①②③④⑤⑥注：表中①～⑥依次代表3－磷酸甘油酸(C3H7O7P)、1，3－二磷酸甘油酸(C3H8O10P2)、3－磷酸甘油醛(C3H7O6P)、己糖、C5、淀粉。A.不同时间的产物为本实验的因变量B.t1时，①中的3个碳原子都具有放射性C.14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥D.只做光照时间为t5的实验，也能确定出放射性化合物出现的先后顺序8.某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片，在适宜条件下探究NaHCO3溶液浓度对光合作用强度的影响，结果如图。下列说法正确的是()A.叶圆片上浮情况只与光合作用强度有关，与呼吸作用强度无关B.②～⑤组幼叶圆片上浮的速度比成熟叶圆片上浮的速度快C.若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片也会上浮D.取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰二、非选择题9.植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、______________(答出2点即可)等生理过程。(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔________(填“能”或“不能”)维持一定的开度。10.淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存，下图1是光合作用产物的形成及运输示意图。请分析后回答下列问题：(1)提取并分离马铃薯下侧叶片叶肉细胞叶绿体中的光合色素，提取液是________，在提取过程中还需要加入________化学试剂，层析后的滤纸条上最宽的色素带是________(填色素名称)。(2)图中②过程需要光反应提供________将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成________结构。(3)气孔有利于CO2进入植物叶片进行光合作用，但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。科研人员利用基因工程在拟南芥气孔周围的保卫细胞中表达了一种K＋载体蛋白(BLINK1)，如图2所示。该载体蛋白能调控气孔快速开启与关闭，而野生拟南芥无BLINK1，气孔开闭较慢。图3表示拟南芥在一天中连续光照和间隔光照(强光和弱光交替光照)下的实验结果。①据图2分析，转基因拟南芥保卫细胞吸收K＋的方式为________，K＋进入保卫细胞后，提高了细胞内的________，导致气孔快速开启。若通过一定办法测得某株拟南芥单位时间内二氧化碳的吸收量与氧气的消耗量相等，一段时间后该植物的干重将________。②结合题干信息及图3可知，________条件下，转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________。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分析图示可知，各个实验组合中，40℃和强光条件下，气孔开度和光合速率相对值最小，但胞间CO2浓度最大，说明因叶片吸收的CO2减少而导致叶绿体基质中进行的卡尔文循环(暗反应)最弱，A错误；在光照强度相同时，气孔开度相对值随温度的增加(从28℃增至40℃)而减小，在温度相同时，气孔开度相对值随光照强度的增加而减小，说明影响气孔开度的因素有光、温度，但不能说明水分、脱落酸对气孔开度有影响，B错误；葡萄植株在夏季中午光合速率明显减小的主要原因是温度过高引起气孔部分关闭，D错误。2.AB细胞壁是全透的，其厚度应不影响CO2从气孔到叶绿体的扩散，A错误；叶肉导度越大，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力越小，CO2吸收量越大，光合速率越大，B错误；干旱条件下，气孔关闭，叶肉细胞导致CO2传递阻力增大，叶肉限制可能会增大，C正确；增加叶肉细胞中膜的通透性，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力变小，可以降低叶肉限制，D正确。3.D若X因素表示CO2浓度，则a点可表示CO2的补偿点，a点的含义是光合作用强度＝呼吸作用强度，当光照较强时，光合作用强度增大，所以需要降低CO2浓度，光合作用强度才会等于呼吸作用强度，所以植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的小，A正确；图③中，b点是光补偿点，阴生植物对光的利用能力弱，光补偿点的值和光饱和点的值一般要比阳生植物的小，B正确；图④中，当光照强度小于c值时，随着光照强度的增强光合速率逐渐加快，因此光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度；由于在不同的CO2浓度下曲线是重合的，所以CO2浓度不是限制因素，C正确；温度会影响酶的活性，温度低时，酶活性弱导致光合速率低，而当温度过高时又会抑制酶的活性，导致光合速率下降，因此图②Y因素最有可能代表温度，D错误。4.C图中CO2浓度1大于CO2浓度2，若将CO2浓度改为温度，则此关系不一定成立，随温度的升高，酶活性可能上升，也可能下降，A错误；若E点为正常植物的光饱和点，缺镁植物的光合速率下降，E点会左移，B错误；图中C、D两点相比，D点CO2浓度较低，CO2的固定较慢，植物叶肉细胞中C5含量相对较高，C正确；A点光照强度较低，光反应较慢，植物叶肉细胞中NADPH和ATP比C点要少，D错误。5.B由题意可知，白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率不会提高，因为此时叶肉细胞的气孔是关闭的，A错误；由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区，因为气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境，避免了水分大量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行，B正确；白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用释放CO2参与光合作用，进而合成葡萄糖，显然白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关，C错误；景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外，还有呼吸作用产生的CO2，D错误。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.AC本实验的自变量为时间，不同时间的产物为因变量，A正确；在t1时，最先出现的3个碳原子的化合物是由1个CO2分子与细胞内的1个C5反应生成的，因此两个①中只有1个碳原子具有放射性，B错误；随着时间的推移，放射性物质出现的先后顺序就是14C的转移途径，由表可知，14C的转移途径为14CO2→①→②→③→④⑤→⑥，C正确；如果只做光照时间为t5的实验，则同时检验到①②③④⑤⑥这6种具有放射性的物质，不能判断其出现的先后顺序，D错误。8.D叶圆片的沉浮取决于气体是否在细胞间隙积累，与净光合速率有关，因此叶圆片上浮情况与光合作用强度和呼吸作用强度都有关，A错误；据图可知，②～⑤组幼叶圆片上浮时间大于成熟叶圆片，说明②～⑤组幼叶圆片上浮的速度较慢，B错误；⑥⑦组叶圆片不上浮的原因可能是NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，因此若适当加大光照强度，⑥⑦组的叶圆片不会上浮，C错误；叶脉上没有叶绿体，取叶圆片时应避开大的叶脉，以减少无关变量对实验的干扰，D正确。9.(1)光合作用、呼吸作用(2)红光下，光合作用合成有机物使保卫细胞溶质浓度增大，保卫细胞吸水体积膨大，气孔打开(3)饱和红光照射使叶片的光合速率已达到最大，排除了蓝光通过光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响(4)能解析(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作用、呼吸作用、水和无机盐的吸收等生理过程。(2)保卫细胞含有叶绿体，红光下保卫细胞能通过光合作用合成蔗糖等有机物，使保卫细胞溶质浓度增大，保卫细胞吸水体积膨大，气孔打开。(3)在饱和红光照射的基础上补加蓝光照射叶片，观测气孔开度的变化。在该实验中，由于饱和红光照射使光合作用达到饱和状态，光合速率达到最大，此时补加蓝光照射，光合速率不再增加，由此排除了蓝光通过光合作用产物对气孔开度的影响。在此基础上可判断，补加蓝光照射后气孔开度进一步增大的原因是其他途径而非光合产物。以此作为判断依据，可以得出在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋的结论。(4)根据题意，用饱和红光只能使气孔开度达最大开度的60%左右，说明气孔开度还受其他因素影响，又已知蓝光途径也能促进气孔开放，故用该除草剂处理的叶片能维持一定开度。10.(1)无水乙醇CaCO3和SiO2叶绿素a(2)NADPH和ATP叶绿体中的膜(答案合理即可)(3)①主动运输渗透压增加②间隔光照相对于野生型，在间隔光照下，含BLINK1植株强光时气孔能快速打开快速吸收CO2，弱光时气孔能快速关闭减少水分蒸发解析(1)由于叶绿素易溶于乙醇，提取时用无水乙醇作为提取液；在提取过程中加入SiO2有助于更充分研磨，加入CaCO3保护叶绿素不被破坏；叶绿素在层析液中的溶解度越高在滤纸上扩散越快，含量越多在滤纸上宽度越宽，所以最宽的是叶绿素a。(2)暗反应分为CO2的固定和C3的还原，其中C3由光反应提供的NADPH和ATP还原；脂质减少时叶绿体生长，叶绿体中的膜结构主要由磷脂双分子层和蛋白质组成，所以可能脂质参与叶绿体中的膜结构的组成。(3)①据图2可看出，K＋进入细胞时需要消耗ATP，需要载体，其运输方式为主