2025届高考 一轮复习 浙科版 光合作用的影响因素及应用 作业 浙江

光合作用的影响因素及应用课时精练一、选择题1．(2024·台州第一中学高三模拟)已知植物合成叶绿素和Rubisco酶(碳反应中催化CO2固定的关键酶)都需要消耗氮元素。某植物突变体中叶绿素含量仅为野生型的49%，研究人员探究了不同氮肥水平对该植物野生型和突变体叶片中Rubisco酶含量的影响，结果如图所示。下列说法正确的是()A．相比野生型，突变体更倾向于将氮元素用于合成Rubisco酶B．本实验的自变量是不同氮肥水平，因变量是类囊体膜上Rubisco酶的含量C．对野生型和突变型光合色素分别提取与分离，滤纸条上色素带的宽度与位置存在差异D．Rubisco酶在植物细胞内仅起催化作用，能利用ATP与NADPH提供的能量将CO2固定为三碳酸答案A解析由题图可知，在不同氮浓度下，突变体的Rubisco酶含量均高于野生型，A正确；本实验的自变量是不同氮肥水平和植物种类，因变量是叶绿体基质中Rubisco酶的含量，B错误；色素带的宽度与色素含量有关，滤纸条上仅色素带的宽度存在差异，色素带的位置不存在差异，C错误；Rubisco酶催化五碳糖固定CO2不需要利用ATP与NADPH，D错误。2．(2024·浙江鲁迅中学高三统考)如图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意图，在CO2与五碳糖反应过程中，O2能与CO2竞争相关酶的活性部位。下列相关叙述错误的是()A．在高O2环境中植物不能进行光合作用B．光呼吸的存在会降低糖的合成效率C．在大棚种植蔬菜时可通过增施有机肥，降低“光呼吸”作用D．光呼吸的作用可能是消耗低CO2环境下积累的NADPH和ATP对叶绿体造成的伤害答案A解析在高O2环境中，O2能与CO2竞争相关酶的活性部位，使CO2与五碳糖固定生成三碳酸的速率减小，植物光合作用减弱，因此在高O2环境中植物也能进行光合作用，A错误；光呼吸的存在会使CO2与五碳糖固定生成三碳酸的速率减小，从而降低糖的合成效率，B正确；O2能与CO2竞争相关酶的活性部位，在大棚种植蔬菜时可通过增施有机肥，从而增大CO2浓度，可抑制O2与五碳糖结合，从而抑制光呼吸，C正确；低CO2环境下，碳反应减弱，光反应产生的NADPH和ATP会积累，光呼吸作用会产生三碳酸，从而消耗多余的NADPH和ATP，避免NADPH和ATP对叶绿体造成伤害，D正确。3．(2023·金华高三模拟)为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗均分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1h，再光照1h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法错误的是()A．32℃时植物的光合速率大于呼吸速率B．24小时恒温26℃条件下，当光照时间超过4小时，该植物幼苗能正常生长C．该植物进行光合作用时，当光强度突然增加，三碳酸的量减少D．将该植物放在Heq\o\al(18,2)O的水中培养，光照一段时间后可以在体内发现(CHeq\o\al(18,2)O)答案B解析32℃时，暗处理1h后的重量变化是－4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，说明此条件下光合速率是8mg/h，光合速率大于呼吸速率，A正确；据图中信息可知，26℃条件下呼吸速率是1mg/h，光合速率是3＋1＋1＝5mg/h，设在光强度适宜且恒定、一昼夜恒温26℃条件下，至少需要光照x小时以上，该植物幼苗才能正常生长，则有5x－1×24>0，可求出x>4.8h，B错误；当光强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，从而促进三碳酸的还原，但是CO2固定形成三碳酸的过程不受影响，故当光强度突然增加时，三碳酸的量减少，C正确；将该植物放在Heq\o\al(18,2)O的水中培养，Heq\o\al(18,2)O先通过需氧呼吸第二阶段进入C18O2，然后再通过光合作用碳反应进入到有机物(CHeq\o\al(18,2)O)中，D正确。4．(2024·浙江舟山中学高三模拟)植物在光照、高氧及低二氧化碳情况下可以发生五碳化合物与氧气结合而阻止碳反应的过程。为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的甲、乙两种叶片，分别测定其表观光合速率，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．甲叶片来自树冠下层，乙叶片来自树冠上层B．实验选材时，所选取的甲、乙两种叶片面积必须相同C．a、b两点，相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等D．c、d两点，相同面积的甲叶片的叶绿体释放氧气速率可能相等答案B解析由题图可知，甲叶片的表观光合速率达到最大时所需光强度低于乙叶片，因此甲叶片来自树冠下层，乙叶片来自树冠上层，A正确；实验选材时，所选取的甲、乙两种叶片面积不需要相同，因为表观光合速率与叶片面积无关，B错误；a、b两点，相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等，因为此时表观光合速率为0，所以吸收CO2的速率等于光强度为0的时候的表观光合速率的绝对值，C正确。5．如图表示某植物在不同温度条件下(适宜的光照和CO2浓度)的表观光合速率和呼吸速率曲线，下列有关说法错误的是()A．甲代表表观光合速率，乙代表呼吸速率B．据图可知，最有利于植物生长的温度为30℃C．40℃时，光合作用停止，60℃时，细胞呼吸停止D．该植物与细胞呼吸有关酶的最适温度高于与光合作用有关酶的最适温度答案C解析30℃时，表观光合速率最大，最有利于植物生长，B正确；40℃时，光合速率等于呼吸速率，超过55℃后两曲线重合，光合作用停止，60℃时，细胞呼吸停止，C错误。6．(2024·浙江大学附属中学高三模拟)在光强度适宜且恒定的条件下，研究温度和CO2浓度对某植株表观光合速率Pn的影响，实验结果如图。下列叙述正确的是()A．Pn随CO2浓度上升而上升，在CO2浓度为500～700μL·L－1范围内，30℃时Pn上升比例最大B．在25℃时，将CO2浓度从500μL·L－1降到300μL·L－1，持续较长时间后叶绿体中的五碳糖含量将上升C．在30℃、100μL·L－1的CO2浓度下，该植株叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率D．在100μL·L－1的CO2浓度下，植物在20℃和30℃温度条件下积累的有机物相等答案D解析由题图可知，Pn随CO2浓度上升而上升，Pn上升比例应为增加的量与上升前的比值，据图可计算出在CO2浓度为500～700μL·L－1范围内，20℃时Pn上升比例最大，A错误；在25℃时，将CO2浓度从500μL·L－1突然降到300μL·L－1，CO2浓度降低，使五碳糖的消耗减少，生成的三碳酸减少，则一段时间后，三碳酸的还原速率减慢，因此五碳糖的生成量的CO2浓度下，该植株的表观光合速率为0，即叶肉细胞光合作用吸收CO2量＝植株所有细胞细胞呼吸CO2释放量，由于植物体内存在不进行光合作用的细胞，故此时该植株叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，C错误；在100μL·L－1的CO2浓度下，植物在20℃和30℃温度下表观光合速率相同，即积累的有机物相等，D正确。7．研究人员研究了摩西球囊霉(Gm)对铜胁迫下白术幼苗光合特性的影响，部分结果如图(Pn表示光合速率，Gs表示气孔导度)。下列分析合理的是()A．铜胁迫下，接种Gm不能使白术幼苗光合速率完全恢复正常水平B．铜胁迫下，Gm促进光合作用的机理之一是促使气孔导度增大C．实验过程中，光强度、CO2浓度等无关变量只需保持相同即可D．若研究膜脂质的分解产物丙二醛(MDA)的含量，则可能铜离子400组的MDA比200组的要低答案B解析仅铜胁迫下，光合速率明显降低，但在铜离子相对浓度为200时，接种Gm，光合速率与没有铜胁迫时基本相等，可见，在低浓度铜胁迫下，接种Gm能使白术幼苗光合速率完全恢复正常水平；图中显示，接种Gm后光合速率Pn的变化趋势与Gs的变化趋势相似，由推理可知，Gm可能通过促使气孔导度增大来促进光合作用；本实验中光强度、CO2浓度等属于无关变量，但无关变量对实验的过程也存在至关重要的影响，它们不仅需要在各组之间平衡或相等，还需要保证不影响正常的生理代谢，因此需要“相同且适宜”；MDA为膜脂质的分解产物，铜胁迫可能破坏类囊体膜导致光合速率下降，综合推理，铜离子浓度高，胁迫作用强，产生的MDA多。8．(2023·湖州高三测试)为了证明光照条件下类囊体膜上才能产生ATP和NADPH，且CO2转化为光合产物的过程不需要光，某兴趣小组用高速离心法破坏叶绿体膜，得到类囊体膜和叶绿体基质的混合提取物。将该提取物在不含CO2的条件下光照一段时间后，再用离心法去掉类囊体膜，接着在黑暗条件下，往叶绿体基质中加入14CO2，结果在其中检测到含14C的光合产物。你认为在以上实验的基础上还应增设一组实验为()A．有类囊体膜的叶绿体基质，无光照，加入14CO2，检测光合产物，再加入ATP、NADPH，再次检测光合产物B．有类囊体膜的叶绿体基质，有光照，加入14CO2，检测光合产物，再加入ATP、NADPH，再次检测光合产物C．无类囊体膜的叶绿体基质，有光照，加入14CO2，检测光合产物，再加入ATP、NADPH，再次检测光合产物D．无类囊体膜的叶绿体基质，无光照，加入14CO2，检测光合产物，再加入ATP、NADPH，再次检测光合产物答案A解析题干实验能证明光照条件下类囊体膜能产生ATP和NADPH，黑暗条件下CO2可转化为光合产物，但不能证明黑暗条件下类囊体膜是否产生ATP和NADPH，故需要增设一组实验：有类囊体膜的叶绿体基质，无光照，加入14CO2，检测光合产物，再加入ATP、NADPH，再次检测光合产物，A符合题意。9．(2024·温州高三模拟)用不同温度和光强度组合对葡萄植株进行处理，实验结果如图所示。据图分析，下列叙述正确的是()A．各个实验组合中，40℃和强光条件下，类囊体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，是因为光照过强引起气孔部分关闭答案C解析分析图示可知，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(碳反应)最弱，A错误；在光强度相同时，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、脱落酸等对气孔开度有影响，B错误；在实验范围内，葡萄植株的胞间CO2浓度上升，可能是高温破坏类囊体膜结构使CO2的利用率降低或高温使细胞呼吸速率增强释放的CO2增多，C正确；葡萄植株在夏季中午光合速率明显减小的原因是温度过高引起气孔部分关闭，D错误。10．农业生产上往往会根据具体情况采用单作或间作的种植方式。单作是指在同一块田地上种植一种作物；间作是指在同一块田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物。将桑树和大豆分别单作或间作，测得两种植物的光合速率如图所示。据图分析，下列叙述正确的是()A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D．大豆植株开始积累有机物时的最低光强度单作大于间作答案D解析间作时桑树呼吸强度变大，大豆呼吸强度变小，A错误；与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，而大豆光合作用的光饱和点减小，B错误；大豆在光强度达到两条曲线相交之前时，间作的光合速率比单作高，C错误；大豆单作时的光补偿点大于间作时的，所以大豆植株开始积累有机物时的最低光强度单作大于间作，D正确。11．为研究高温对不同植物光合速率的影响，研究者将甲、乙、丙三种植物从25℃环境移入40℃环境中培养，测得相关数据如图所示。下列结论正确的是()A．40℃环境下三种植物的光合速率均下降B．与处理前相比，甲植物光反应速率加快，CO2吸收速率几乎不变C．处理后，丙植物光合作用时吸收CO2的速率最慢D．与乙植物相比，丙植物光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制答案D解析据题图可知，甲植物40℃环境下的光合速率上升，A错误；与处理前相比，甲植物光合速率上升，甲植物CO2吸收速率应增大，B错误；由于图中纵坐标表示的是处理后占处理前的比例，故无法比较处理后实际的CO2吸收速率，C错误；由于与乙植物相比，丙植物的气孔导度减少较少，而光能捕获效率减少较多，故说明其光反应受到了限制，D正确。12．(2024·金华高三联考)研究人员利用人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为野生型莲藕的一半。如图表示在适宜温度时不同光强度下该突变体和野生莲藕的表观光合速率。下列叙述错误的是()A．光强度低于a时，突变体的光反应强度低于野生型B．光强度处于a时，突变体和野生型莲藕叶绿体固定CO2速率不同C．光强度低于a时，限制突变体光合速率的主要环境因素是光强度D．当光强度为2000lx时，突变体莲藕每分钟产生的葡萄糖为2.4×102μmol·m－2答案B解析据题图分析，光强度为0时，突变体和野生型呼吸速率相等，故可知光强度低于a时，突变体的光合速率低于野生型，同时据题意可知，因突变体莲藕的叶绿素含量仅为野生型莲藕的一半，故光反应强度低于野生型，A正确；据题图分析，光强度为0时，突变体和野生型呼吸速率相等，光强度处于a时，突变体和野生型莲藕表观光合速率相等，故可知真正光合速率在光强度为a时相等，碳反应叶绿体固定CO2速率相等，B错误；光强度低于a时，表观光合速率未达到最大值，故限制突变体光合速率的主要环境因素是光强度，C正确；据题图可知，当光强度为2000lx时，突变体莲藕表观光合速率为22μmolCO2·m－2·s－1，呼吸速率为2μmolCO2·m－2·s－1，故真正光合速率为24μmolCO2·m－2·s－1，产生1分子葡萄糖消耗6分子二氧化碳，故可推算每分钟产生的葡萄糖为24÷6×60＝2.4×102(μmol·m－2)，D正确。二、非选择题13．随着大气臭氧层的不断被破坏，到达地球表面的紫外线(UV)辐射也越来越强。研究发现，高辐射量的紫外辐射会对藻类产生各种不同的负面影响。羊栖菜是一种重要的大型经济海藻，为研究太阳紫外辐射对羊栖菜生长和光合作用的影响，设计了如下对照实验：全波段阳光辐射PAR＋UV-A＋UV-B(280～700nm)，记为PAB组；去除UV-B辐射即PAR＋UV-A(320～700nm)，记为PA组；以及去除紫外线即光合有效辐射PAR(400～700nm)，记为P组，实验结果如图所示。回答下列问题：(1)叶绿素a的测定：取藻体0.2g置于20mL的甲醇中，加入的甲醇的作用是____________。(2)羊栖菜在光反应过程中，可将水裂解成______________，故可通过检测_________________来测定其光合速率；还可通过在样品中加入____________的NaHCO3溶液，培养一段时间，去除无机碳，干燥后用仪器测量放射量来检测光合速率。(3)据图分析由P组可知，羊栖菜的光合速率受光合有效辐射强度影响，且________________。(4)研究显示羊栖菜对紫外线辐射很敏感，因此在人工养殖时应注意_____________________。答案(1)溶解色素(2)氧气、e－和H＋单位时间单位面积羊栖菜释放氧气量同位素14C标记(3)光合速率与光合有效辐射强度成正比(光合有效辐射强度越强，光合速率越高)(4)利用合适的装置，减少紫外线辐射对羊栖菜的伤害故可以通过检测单位时间单位面积羊栖菜释放的氧气量来测定其光合速率；用同位素14C标记NaHCO3溶液，羊栖菜可以利用NaHCO3溶液释放的二氧化碳进行光合作用，因此可以培养羊栖菜一段时间后，去除无机碳，干燥后用仪器测量放射量来检测光合速率。14．(2024·嘉兴高三模拟)在果树种植中经常会出现产量一年大一年小的现象。这种大小年现象的产生与气候变化和栽培技术有关。研究人员进行了负载量对某品种葡萄生长发育状况的影响实验。结果如表。负载量/(S·m－2)果实糖酸比果实产量/(g·S－1)叶片光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)成熟新枝节数根系呼吸速率/(μmolO2·g－1·h－1)912.3571612.8910.338.61211.8768815.126.856.01510.7148916.882.414.3注：S表示葡萄计量单位“串”；负载量是指单位面积土地上的葡萄串数。回答下列问题：(1)增加负载量可以提高叶片的________