综合提能检测(四)围绕“农作物增产措施”分析影响光合作用和细胞呼吸的因素

综合提能检测（四）围绕“农作物增产措施”分析影响光合作用和细胞呼吸的因素一、选择题1．(2021·青岛期末)下列对提高作物产量措施的原理的分析，错误的是()A．甘薯种植早期增施氮肥，可以提高光合色素含量B．棉花种植中“正行通风”，可以提高CO2供应C．水稻分蘖末期排干积水，可以降低根细胞呼吸D．将玉米与大豆进行间作，可以减少氮肥施用解析：选C氮元素是构成叶绿素的元素之一，甘薯种植早期增施氮肥，可以增加叶绿素的合成，从而可以提高光合色素含量，A正确；棉花种植中“正行通风”，加快了空气流动速率，可以提高CO2供应，B正确；水稻分蘖末期排干积水，可以防止根细胞进行无氧呼吸产生的酒精对细胞的毒害，C错误；大豆等豆科类植物根部含根瘤菌，能进行固氮作用，将玉米与大豆进行间作，可以减少氮肥施用，D正确。2．农业谚语是劳动人民的经验总结，也是生物学规律的总结。下列有关农业谚语及其描述的生命现象的叙述，错误的是()A．“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作，可以增加产量B．“小暑不种薯，立伏不种豆”说明不同的植物生长需要的环境条件不同C．“锄头下面有肥”描述的是中耕松土有利于植物根细胞吸收有机物D．“有收无收在于水，收多收少在于肥”说明了植物的生长和发育过程离不开水和无机盐解析：选C“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作，不仅充分利用了群落的空间，还因为豆科植物常有根瘤菌与其共生而增加了土壤中的含氮量，促进玉米增产，A正确。“小暑不种薯，立伏不种豆”强调气候对植物生长的影响，说明不同的植物生长需要的环境条件不同，B正确。“锄头下面有肥”描述的是中耕松土，中耕松土有利于有氧呼吸，促进植物根细胞吸收无机盐等，根细胞不能吸收有机物，C错误。绿色植物的生长需要水，水是植物体的重要组成成分，植物体内水分充足时，植株才能硬挺，保持直立的姿态，叶片才能舒展，有利于光合作用，提高产量；植物的生长需要多种无机盐，无机盐必须溶解在水中才能被植物吸收利用，不同的无机盐功能不同，D正确。3．(2021·湖南高考)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质的转化过程。下列叙述错误的是()A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度解析：选A弱光条件下植物没有O2的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有O2的释放，A错误；CO2性质不活泼，在暗反应阶段，一个CO2分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此CO2不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。4．三七是一种名贵中药材，主产地在云南。科研人员测定不同光照强度下三七和云南松光合速率的变化，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．在a点光照强度下，光照16h、黑暗8h的三七能正常生长B．在b点光照强度下，三七和云南松相同时间所产生的氧气量的比值为6∶5C．在c点光照强度下，三七叶片每小时合成的葡萄糖总量为5.625mg·m－2D．土壤中镁的含量减少会导致叶绿素含量减少，使三七的光补偿点向右移解析：选C在a点光照强度下，三七光照16h释放的O2量为1×16＝16(mg·m－2·h－1)，黑暗8h消耗的O2量为1×8＝8(mg·m－2·h－1)，O2的释放量大于消耗量，有机物有积累，所以三七能正常生长，A正确。植物的总光合作用量等于净光合作用量加呼吸作用量，即光合作用产生的O2总量等于O2释放量加呼吸作用量。在b点光照强度下，三七产生O2的速率为5＋1＝6(mg·m－2·h－1)，云南松产生氧气的速率为3＋2＝5(mg·m－2·h－1)，三七和云南松相同时间所产生的O2量的比值为6∶5，B正确。在c点光照强度下，三七叶片每小时产生的O2总量为6＋1＝7(mg·m－2)，根据光合作用的总反应式：6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2换算可得，三七叶片每小时合成的葡萄糖总量＝(7×180)÷(6×32)＝6.5625(mg·m－2)，C错误。光补偿点是指植物光合作用和呼吸作用相等时的光照强度。土壤中镁的含量减少会导致叶绿素含量减少，三七的光合作用减弱，但呼吸作用强度不变，要使光合作用等于呼吸作用，必须增强光照，所以光补偿点向右移，D正确。5．在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标如表。下列分析正确的是()物种指标构树刺槐香樟胡颓子光补偿点/kls641.81.1光饱和点/kls1393.52.6A.光照强度为1.1kls时，胡颓子幼苗的净光合速率小于零B．光照强度为10kls时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度C．若将光照强度突然由2kls增加到3kls，香樟幼苗叶绿体中的CO2会增加D．光照强度大于13kls时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界解析：选A光照强度为1.1kls时，胡颓子幼苗叶片到达光补偿点，此时叶片的光合速率等于呼吸速率，但由于幼苗中有部分细胞不能进行光合作用，而且还要进行呼吸作用，因此整个幼苗的净光合速率小于零，A正确；光照强度为10kls时，构树还没有达到光饱和点，此时影响构树的环境因素主要是光照强度，而光照强度为10kls时，刺槐已经达到光饱和点，此时影响刺槐的环境因素主要是CO2浓度，B错误；若将光照强度突然由2kls增加到3kls，香樟幼苗的光合速率增加，吸收更多的CO2，因此其叶绿体中的CO2会减少，C错误；光照强度大于13kls时，构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自自身呼吸，部分来自外界，D错误。6．下表为不同发育情况的水稻叶片a、b在温度、光强度和CO2浓度等环境条件适宜的情况下，两组叶片所测量的光合速率及相关指标。下列叙述正确的是()叶片发育情况叶面积(最大面积的%)总叶绿素含量气孔相对开放度光合速率a新叶展开中871.1551.6b新叶已成熟10011.11005.8A．实验结果表明光照有利于叶绿素的形成B．叶片a光合速率低的原因是叶面积小、叶绿素含量低、气孔导度小等因素的综合影响C．叶片a的光补偿点和光饱和点显著低于叶片bD．若测量时间为一昼夜，则昼夜干重变化较大的叶片是b解析：选B实验结果表明在成熟的新叶中有利于叶绿素的形成，无法得出光照强度与叶绿素形成的关系，A错误；叶片a光合速率低的原因是a叶面积小、叶绿素含量低，导致光能吸收不足，同时其气孔相对开放度低，导致CO2供应不足，最终导致光合速率低，B正确；叶片a的光合速率小于b，则叶片a的光补偿点大于叶片b，光饱和点小于叶片b，C错误；由于不清楚两者的呼吸速率，故无法比较昼夜干重变化的大小，D错误。7．在夏季晴朗白天，南昌某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度，结果如图(假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同)。下列相关叙述错误的是()A．7～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内温度较高B．光照强度、环境温度、空气中CO2含量是曲线b的峰值低于曲线a的主要因素C．曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于C3的还原D．在曲线a中，11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较深解析：选B7～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是b全天盖膜导致此时段棚内温度较高，A正确；曲线b为全天盖膜，曲线a为全天不盖膜，因为膜内空气不流通，而植物光合作用消耗的CO2大于呼吸产生的，因此膜内的CO2浓度小于膜外，影响了暗反应，同时膜内的光照强度小于膜外，影响了光反应，而温度的改变对光合作用的影响不大，所以曲线b的峰值低于曲线a的主要因素是CO2浓度和光照强度，B错误；曲线c高于曲线b，原因是补充光照能促进光反应，使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于暗反应C3的还原，C正确；由图可知，曲线a中，11时～13时，植物的净光合速率一直大于0，故该阶段植物的有机物逐渐积累，即13时有机物的积累量大于11时，所以11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较深，D正确。8．(2021·广东高考)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a示意图)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是()A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大解析：选D由题图分析可知，在正常光照下，t2的叶绿体相对受光面积低于t1，即二者光合速率相同时，t2所需的光照强度高于t1，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)，但t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)，A、B正确；通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其他性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；由题干信息可知，该题研究的是三者光合速率差异与叶绿体在细胞中分布位置的关系，据题干信息无法得出三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大，D错误。9．(多选)如图为某植物CO2消耗速率和CO2吸收速率随时间的变化曲线。下列说法正确的是()A．该植物在7：00开始进行光合作用B．在18：00时，该植物有机物的积累量达到最大C．由图可知18：00与7：00时C3的还原速率较大D．曲线b在10：00～12：00之间下降的主要原因是气孔关闭导致暗反应减弱解析：选BC该植物在7：00前就已进行光合作用，只是光合作用强度小于呼吸作用强度，A错误；18：00时是一天中第二个光补偿点，植物有机物的积累量达到最大，B正确；据图分析可知，7：00与18：00相比，CO2消耗速率高，故7：00时C3的还原速率较快，C正确；曲线a在10：00～12：00之间继续升高，说明暗反应并未减弱，曲线b在10：00～12：00之间下降的主要原因是气温升高，呼吸作用强度增强，所以吸收的CO2减少，D错误。二、非选择题10．(2021·衡水模拟)我国一直提倡发展新农业模式，以此来提高经济效益，加快脱贫致富。为了充分利用林地资源，增加农民收入，与之相匹配的被称为“林下经济”的林下套种模式就出世了，研究人员以大豆为实验材料，在相同的条件下分别测定了P1、P2两个品种的光补偿点和光饱和点，结果如图所示，请回答下列问题：(1)图1中净光合速率是在__________________相同的外界实验条件下测得的单位时间、单位叶面积________的释放量。(2)经研究发现P1的叶绿素含量较高，其叶片光合作用能力更强，推断其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)增加环境中的CO2浓度后，测得P1的光饱和点显著提高，但P2的光饱和点却没有显著改变，则P2在光饱和点时可能________(填序号)。①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应均已基本饱和(4)科研人员打算在一片苹果园中种植大豆，据图2分析，P1和P2中最适宜的品种是________。栽培该品种后，植株干重显著大于对照组的，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是_____________________________________________________________________。解析：(1)图1的自变量是温度，因变量是净光合速率，所以其他因素，如光照强度、CO2浓度应保持一致。净光合速率可以用光照条件下O2的释放量、CO2的吸收量和有机物的积累量来表示。(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，有利于光反应速率的提高，所以叶绿素含量上升，光合作用随着光反应速率的增加而增强。(3)增加环境中CO2的浓度后，测得P1光饱和点显著提高，说明在较低CO2浓度条件下，光合速率较低，光反应速率较低，光反应产生的[H]和ATP较少，增大CO2浓度后，暗反应速率提高，需要光反应产生更多的[H]和ATP，因此光的饱和点升高；增加环境中CO2浓度后，P2的光饱和点却没有显著改变，原因可能是光反应、暗反应都基本饱和。(4)由图2可知，P2的光饱和点比P1小，适于弱光下生长，因此P2适合在果园中套种。P2植株籽实自身不能进行光合作用，只能从叶片运输有机物，所以产量不高可能是P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少。答案：(1)光照强度、CO2浓度O2(2)叶绿素含量上升，光合作用随着光反应速率的增加而增强(3)①②③(4)P2P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少11．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如表。回答下列问题：植物项目玉米小麦CO2补偿点12μmol/L23μmol/LCO2饱和点34μmol/L50μmol/L(1)玉米植株叶片内的叶绿体有两种类型：一种是有基粒的叶绿体存在于叶肉细胞中；另一种是没有基粒的叶绿体存在于维管束鞘细胞中。据此推测，玉米叶肉细胞中叶绿体基粒的光合产物有________________，维管束鞘细胞只能进行________(填“光反应”或“暗反应”)。(2)据表分析，在CO2浓度为40μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是____________。(3)若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_____________________________________________。继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是________，判断理由是________________________________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿体基粒上含有光合色素及与光合作用有关的酶，故叶绿体基粒中能够进行光合作用的光反应，产物有NADPH、O2和ATP；而维管束鞘细胞叶绿体不含基粒，只能进行暗反应过程。(2)据表可知，小麦的CO2饱和点为50μmol/L，故若大气中CO2浓度为40μmol/L，此时未达到CO2饱和点，则限制小麦光合速率的主要环境因素是CO2浓度。(3)密闭环境中，植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低；据表可知，玉米的CO2补偿点更低，维持生长所需要的CO2浓度更低，故玉米幼苗存活时间更长。答案：(1)NADPH、O2和ATP暗反应(2)CO2浓度(3)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低玉米玉米CO2补偿点比小麦低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累12．某实验小组为探究不同遮阴条件及施肥处理对油丹幼苗光饱和点(光合速率达到最大时的最小光照强度)和光补偿点(净光合速率为零时的光照强度)的影响，选用生长状况等相同的油丹幼苗设置了1层遮阳网遮阴组(W1)、2层遮阳网遮阴组(W2)、1层遮阳网遮阴＋施肥组(W3)和全光照未施肥对照组(CK)，一段时间后测得各组油丹幼苗的光合特性如表所示。回答下列问题：处理光饱和点/(μmol·m－2·s－1)光补偿点/(μmol·m－2·s－1)W1783.7511.91W2947.518.96W31622.6711.92CK1689.514.3(1)能反映油丹幼苗利用弱光能力的指标是__________(填“光饱和点”或“光补偿点”)，在该光照强度下，油丹幼苗的叶肉细胞中能合成ATP的场所有______________________________________。(2)某光照强度下，油丹幼苗在1层遮阳网遮阴条件下，净光合速率为零。若在此条件下增加1层遮阳网遮阴，则油丹幼苗有机物的干重会________。结合以上信息，判断理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)分析表格数据可知，施肥会________(填“提高”或“降低”)油丹幼苗对光能的利用率。该实验小组进一步研究发现，遮阴条件下施肥能促进幼苗中叶绿素的合成，从而影响油丹幼苗对光能的利用。从以上4组幼苗中选择合适的素材，设计实验验证该结论。实验思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。预期结果：____________________________________________