高中生物一輪復習同步練習：光合作用的影響因素及其應用

光合作用的影響因素及其應用練習一、選擇題1.某同學將新鮮金魚藻置于盛有NaHCO3溶液的燒杯中，改變燈泡與燒杯的距離，測定得到下表所示結果。下列敘述正確的是()燈泡與燒杯距離/cm153045607590氣泡產生速率/(個·min－1)492811000A.本實驗的目的是探究CO2濃度對光合速率的影響B(tài).15～45cm之間，氣泡產生量為光合作用實際產生氧氣的量C.小于60cm時，限制光合速率的主要因素是光照強度D.60cm時，光線太弱導致光合作用完全停止2.小明家想建一個綠色蔬菜大棚，他結合所學知識給出若干建議，其中包括在大棚內安裝太陽能燈和增加供暖裝置以確保晝夜溫度均高于室外，下列有關小明的建議和對應原理的敘述正確的是()A.太陽能燈能在陰天時增加光照強度，增強光反應，為暗反應提供更多的ATP和NADPHB.光反應在光下進行，暗反應在暗處進行，夜晚要關閉太陽能燈讓植物進行暗反應C.大棚內最好安裝綠色的太陽能燈D.延長光照時間能提高光合作用的速率3.下列有關光合作用原理和應用的敘述錯誤的是()A.葉綠體中光合色素吸收的光能可用于將水分解成氧和H＋B.在暗反應階段中，從外界吸收進來的二氧化碳，不能直接被NADPH還原C.提高白天與夜間的溫度，有利于增加大棚蔬菜產量D.適時進行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度4.農作物的光合作用強度與其產量直接相關?？蒲腥藛T研究了光照強度和CO2濃度對某種植物光合作用強度的影響，繪制出成熟葉片在兩種CO2濃度條件下，光合作用強度隨光照強度的變化曲線(見下圖)。下列說法正確的是()A.單位葉片中A點的光合作用強度一定大于呼吸作用強度B.D點以后限制光合作用強度的內因可能是酶濃度C.CO2濃度由B點調至C點瞬間，葉綠體中C3含量下降D.若該曲線是在最適溫度下測得，突然降低溫度，D點會向右上方移動5.下列關于農業(yè)生產措施及其作用對應關系一致的是()措施作用A在甘蔗生長后期除去下部部分老葉降低呼吸作用，增加有機物積累B合理密植提高光合速率，提高作物產量C溫室及時通風促進作物吸收利用O2D適時適度松土促進作物根系對有機營養(yǎng)物質及無機鹽離子的吸收6.紅松(陽生)和人參(陰生)均為我國北方地區(qū)的植物。如圖為兩種植物在溫度、水分均適宜的條件下，光合作用速率與呼吸速率的比值(P/R)隨光照強度變化的曲線圖，下列敘述正確的是()A.當光照強度為A時，持續(xù)光照一晝夜后人參干重增加B.光照強度大于D時，可能是溫度限制了紅松P/R值的增大C.若適當增施含鎂的肥料，一段時間后人參的A點右移D.光照強度為C時，紅松和人參的光合速率有可能不同7.為探究CO2濃度和氮肥對小麥產量的影響，某同學通過實驗測得小麥單位葉面積的CO2吸收速率(mmol·h－1)，結果如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該實驗中的溫度和光照強度應適宜并且保持一致B.吸收的氮可用于合成NADPH和葉綠素等含氮物質C.適當增大CO2濃度和施加氮肥都有利于小麥增產D.葉綠體中CO2的固定量就是測得的葉片的CO2吸收量二、非選擇題8.為研究光質對大棚蔬菜種植的影響，科研人員以出芽30天的番茄幼苗為實驗材料，設置光照強度相同的藍光(B)、紅光(R)和自然光(W)3個處理，相關實驗處理及結果如表所示。BRW葉綠素含量/(mg·g－1)1.953.752.85氣孔導度/(molH2O·m－2·s－1)0.530.330.42胞間CO2含量/(μmolCO2·m－2·s－1)215255235注：氣孔導度可表示氣孔張開的程度。(1)番茄葉肉細胞中的葉綠素主要分布在________________，主要吸收可見光中的__________________________________________________________________。(2)從綠葉中提取色素常用的試劑是__________。科研人員在測定葉綠素含量時從每個培養(yǎng)室里隨機選擇了10株幼苗，且均選取了頂芽起第二葉作為樣本進行測定，這樣操作的目的分別是______________________________________________________________________________________________________。(3)經紅光處理一段時間后，番茄葉片的光吸收能力將________(填“增大”“減小”或“基本不變”)，判斷依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)上述實驗結果推測，陰雨天氣時，在大棚內人工補充________(填“紅光”“藍光”或“自然光”)更有利于番茄生長，依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。9.某實驗小組欲探究外源NO處理對干旱脅迫下玉米幼苗光合作用的影響，共做了4組實驗。下圖中甲組為空白對照組，乙組表示用外源NO處理非干旱玉米幼苗，丙組表示只進行干旱脅迫處理，其他條件相同且適宜，3d后測定相關指標，結果如圖所示。請回答下列問題：(1)實驗中丁組的處理為_________________________________________。(2)干旱脅迫下，玉米幼苗的Pn和Gs與甲組相比________________(填變化)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫會使部分葉綠體基粒片層結構解體，直接影響光反應，進而影響暗反應的____________________(填反應)過程，光合速率下降。(3)影響光合作用的因素可分為氣孔因素和非氣孔因素。若胞間CO2濃度升高而Gs下降，則光合速率下降的主要影響因素是________________因素。本實驗中干旱脅迫下玉米Pn的下降主要是由________________引起的，由此推測，NO的作用可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________。10.研究人員獲得了光合作用速率明顯降低的CST1基因功能缺失突變型玉米，并利用其研究了光合作用產物對光合作用速率的反饋調節(jié)機制。(1)玉米葉肉細胞合成的光合作用產物部分用于建造植物體本身和________，傳粉后大部分運輸?shù)椒N子中積累、儲存。研究人員檢測了傳粉后玉米葉片的氣孔開放程度，結果如圖1。結果說明野生型植株中CST1蛋白能夠________氣孔打開。(2)研究人員測定了野生型植株在不同條件下CST1基因的表達量，圖2結果顯示A組___________________________________________________________________________________________________________________________________，B組CST1基因在連續(xù)黑暗處理下持續(xù)高水平表達，C組CST1基因在連續(xù)光照處理下持續(xù)低水平表達。(3)據(jù)上述結果，研究人員進一步推測CST1基因表達受到光合作用產物(如蔗糖等)的調控，進而影響氣孔開放程度。在玉米傳粉后第15天分別向野生型玉米和突變型玉米的莖注射蔗糖溶液，對照組注射等量蒸餾水，48小時后檢測葉片氣孔開放程度。若實驗結果為野生型蔗糖組氣孔開放程度明顯低于野生型蒸餾水組，且高于突變型蔗糖組和突變型蒸餾水組，____________________________，則可證明上述推測。(4)結合以上研究結果，請完善光合作用產物對光合作用速率的反饋調節(jié)機制模型(在方框中以文字和箭頭的形式作答)。11.異戊二烯能清除活性氧，降低高溫、強光等環(huán)境因素對類囊體膜造成的傷害。如圖是葉肉細胞中合成異戊二烯的有關過程，其中A、B代表相關細胞器。請回答下列問題：(1)圖中A細胞器是________，3－磷酸甘油醛產生的場所有____________。據(jù)圖分析：參與合成異戊二烯的物質有________________________________。(2)當光照強度突然增強時，短時間內A細胞器中的3－磷酸甘油醛的含量________。長時間的高溫、強光等環(huán)境因素對類囊體膜造成傷害后，會直接影響圖中____________________________(填物質名稱)的產生，進而影響光合作用和細胞呼吸。(3)高溫下呼吸鏈受抑制，耗氧量下降，異戊二烯合成量增加，主要原因是高溫下葉片的呼吸作用降低，使向葉綠體輸送的________________________量增加，促進了異戊二烯的合成。(4)為進一步驗證高溫可使呼吸鏈受抑制，導致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進行了如下實驗，完成下表：實驗步驟簡要操作過程取材取生長健壯且長勢一致的葉片，分為3組，將葉片的葉柄浸入相應的完全營養(yǎng)液中設置對照組第1組作為對照組，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制劑設置實驗組第2組________________，第3組________________不同溫度處理第1、3組________處理，第2組高溫處理結果測定一段時間后，測定3組葉片中的異戊二烯的含量預期結果第2、3組葉片中的異戊二烯含量相當，均高于第1組答案：1.C根據(jù)題意分析，該實驗的目的是探究光照強度對光合速率的影響，A錯誤；15～45cm之間，氣泡的產生速率表示凈光合速率，B錯誤；小于60cm時，隨著光照強度的增加，氣泡的產生速率加快，因此，此時限制光合速率的主要因素是光照強度，C正確；60cm時，光線太弱可能導致凈光合速率為0，此時光合速率等于呼吸速率，光合作用沒有完全停止，D錯誤。2.A陰天時光照不足，可用太陽能燈增加光照強度，進而增強光反應，為暗反應提供更多的NADPH和ATP，A正確；光反應必須在光下進行，而暗反應有光、無光都能進行，夜晚為了更好地提高產量，需要打開太陽能燈(延長光照時間)，讓植物進行光合作用，因為暗反應需要光反應提供ATP和NADPH，B錯誤；綠葉中的色素主要吸收藍紫光和紅光，幾乎不吸收綠光，不宜在大棚內安裝綠色的太陽能燈，可安裝藍紫色或紅色的太陽能燈，C錯誤；光合作用速率指的是單位時間內的光合作用強度，延長光照時間不能提高光合作用的速率，D錯誤。3.C在暗反應階段中，從外界吸收進來的二氧化碳先與C5結合生成C3，接著C3被還原，即從外界吸收進來的二氧化碳，不能直接被NADPH還原；白天適當提高溫度，有利于光合作用的進行，晚上適當降低溫度，降低呼吸速率，從而增加大棚蔬菜產量；“光合午休”是由于中午光照過強，溫度過高，蒸騰作用過于旺盛，部分氣孔關閉導致二氧化碳供應不足引起的，故適時進行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度。4.B曲線代表總光合強度，呼吸強度未知，A錯誤；CO2濃度由B點調至C點瞬間，C3的合成增加，消耗暫時不變，所以C3含量上升，C錯誤；突然降低溫度，光合速率降低，D點會向左下方移動，D錯誤。5.A隨著甘蔗莖的伸長，基部葉片自下而上逐漸枯黃，在甘蔗生長后期除去枯黃老葉，可降低甘蔗植株的呼吸作用，減少有機物的消耗，有利于有機物的積累，A符合題意；合理密植，適當增大種植密度，有利于增大光合作用面積，但不能提高光合速率，B不符合題意；溫室通風有利于作物吸收利用CO2，C不符合題意；植物根系細胞吸收無機鹽的方式是主動運輸，需要細胞代謝供能，適時適度松土能保持土壤的通氣性，促進植物根部細胞進行有氧呼吸，從而促進植物根系吸收無機鹽離子；高等植物屬于自養(yǎng)型生物，不從外界吸收有機營養(yǎng)物質，D不符合題意。6.D光照強度為A時，人參的光合作用速率與呼吸速率的比值為1，即光合速率等于呼吸速率，凈光合速率等于零，沒有有機物的積累，持續(xù)光照一晝夜后人參干重不會增加，A錯誤；光照強度在D點時紅松P/R值達到最大，此后隨著光照強度的增加，光合速率也不再增加，即在D點之后，限制紅松P/R值增大的主要外界因素是CO2濃度，不是溫度，因為圖示曲線是在最適溫度條件下獲得的，B錯誤；適當增施含鎂的肥料，可以增加人參葉肉細胞中葉綠素的含量，進而促進光反應以提高光合速率，在較低的光照強度下就可達到與呼吸速率相等的狀態(tài)，即一段時間后人參的A點左移，C錯誤；光照強度為C時，紅松和人參的P/R值相等，由于紅松是陽生植物，而人參為陰生植物，二者的呼吸速率有差別，因此判斷二者的光合速率有可能不同，D正確。7.D分析圖示可知，隨著CO2濃度的增加，小麥單位葉面積的CO2吸收速率增加，光合速率增強。相同的CO2濃度下，施加氮肥組比不施加氮肥組的CO2吸收速率快，光合速率強。本實驗中的自變量是CO2濃度和是否施加氮肥，溫度和光照強度為無關變量，各組應適宜并且保持一致，A正確；吸收的氮可用于合成NADPH和葉綠素等含氮物質，B正確；由以上分析可知，適當增大CO2濃度和施加氮肥都有利于小麥增產，C正確；葉片的CO2吸收量代表凈光合速率，葉綠體中CO2的固定量代表總光合速率，總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故葉綠體中CO2的固定量不等于測得的葉片的CO2吸收量，D錯誤。8.(1)葉綠體類囊體薄膜上藍紫光和紅光(2)無水乙醇避免偶然因素對實驗結果造成干擾；保證無關變量相同(3)增大用紅光處理一段時間后，葉肉細胞中的葉綠素含量明顯提高(4)藍光藍光條件下氣孔導度大，胞間CO2濃度低，合成有機物效率更高解析(1)番茄葉肉細胞中的葉綠素主要分布在葉綠體類囊體薄膜上，葉綠素主要吸收可見光中的紅光和藍紫光。(2)綠葉中的色素易溶于無水乙醇等有機溶劑，從綠葉中提取色素常用的試劑是無水乙醇?？蒲腥藛T在測定葉綠素含量時從每個培養(yǎng)室里隨機選擇了10株幼苗，目的是避免偶然因素對實驗結果造成干擾；均選取了頂芽起第二葉作為樣本進行測定，目的是遵循實驗的單一變量原則，保證無關變量相同。(3)該實驗中，自然光處理組是對照組，分析表格數(shù)據(jù)可知，與自然光處理組相比，紅光處理組番茄葉肉細胞中的葉綠素含量最高，推測經紅光處理一段時間后，番茄葉片的光吸收能力將增大。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知，相同光照強度下，藍光處理組的氣孔導度最大，胞間CO2濃度最低，說明相同光照強度下，藍光處理組合成有機物的效率最高。據(jù)此推測，陰雨天氣時，在大棚內人工補充藍光更有利于番茄生長。9.(1)同時利用外源NO和干旱脅迫處理玉米幼苗(2)都(顯著)下降C3的還原(3)非氣孔氣孔因素(限制)通過減輕干旱對氣孔因素的限制作用來緩解其對光合速率的抑制作用解析(1)由題意可知，該實驗的目的是探究外源NO處理對干旱脅迫下玉米幼苗光合作用的影響，該實驗設計了4組，其中甲組為空白對照組，乙組表示用外源NO處理非干旱玉米幼苗，丙組表示只進行干旱脅迫處理，根據(jù)實驗的對照原則，丁組的處理為同時利用外源NO和干旱脅迫處理玉米幼苗。(2)由(1)可知，丙、丁兩組都處于干旱脅迫下，玉米幼苗的Pn、Gs與甲組相比都顯著下降，進一步研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫會使部分葉綠體基粒片層結構(類囊體)解體，類囊體薄膜是光反應的場所，其受損會直接影響NADPH和ATP的合成，進而影響暗反應過程中C3的還原過程，光合速率下降。(3)據(jù)題意可知，影響光合作用的因素可分為氣孔因素和非氣孔因素，若胞間CO2濃度升高，但Gs下降，則說明光合速率下降的主要影響因素是非氣孔因素。本實驗中干旱脅迫下玉米Pn的下降主要是Gs下降所致，是受氣孔因素的影響，題圖所示實驗結果丁組(外源NO＋干旱脅迫)Gs和Pn都高于丙組(僅干旱脅迫)，但仍低于空白對照組甲組，說明NO的作用可能是通過減輕干旱對氣孔因素的限制作用來緩解其對光合速率的抑制作用。10.(1)呼吸作用促進(2)CST1基因表達量在光照時下降，黑暗時上升(3)突變型蔗糖組和突變型蒸餾水組氣孔開放程度相同(4)解析(1)分析圖1可知，傳粉后相同天數(shù)時，野生型的氣孔開放程度均高于突變型的，結合題干信息可知，突變型玉米為CST1基因功能缺失的玉米，綜上可說明野生型植株中CST1蛋白能夠促進氣孔打開。(2)分析題圖可知，A組CST1基因表達量在光照時下降，黑暗時上升。(3)根據(jù)題干信息可知，本實驗的目的是驗證CST1基因表達受到光合作用產物(如蔗糖等)的調控，進而影響氣孔開放程度。結合實驗處理可知，若實驗結果為野生型蔗糖組氣孔開放程度明顯低于