高中生物一輪復(fù)習(xí)同步練習(xí)：光合作用的影響因素及其應(yīng)用

光合作用的影響因素及其應(yīng)用練習(xí)一、選擇題1.某同學(xué)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(cè)定得到下表所示結(jié)果。下列敘述正確的是()燈泡與燒杯距離/cm153045607590氣泡產(chǎn)生速率/(個(gè)·min－1)492811000A.本實(shí)驗(yàn)的目的是探究CO2濃度對(duì)光合速率的影響B(tài).15～45cm之間，氣泡產(chǎn)生量為光合作用實(shí)際產(chǎn)生氧氣的量C.小于60cm時(shí)，限制光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度D.60cm時(shí)，光線太弱導(dǎo)致光合作用完全停止2.小明家想建一個(gè)綠色蔬菜大棚，他結(jié)合所學(xué)知識(shí)給出若干建議，其中包括在大棚內(nèi)安裝太陽(yáng)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(guān)小明的建議和對(duì)應(yīng)原理的敘述正確的是()A.太陽(yáng)能燈能在陰天時(shí)增加光照強(qiáng)度，增強(qiáng)光反應(yīng)，為暗反應(yīng)提供更多的ATP和NADPHB.光反應(yīng)在光下進(jìn)行，暗反應(yīng)在暗處進(jìn)行，夜晚要關(guān)閉太陽(yáng)能燈讓植物進(jìn)行暗反應(yīng)C.大棚內(nèi)最好安裝綠色的太陽(yáng)能燈D.延長(zhǎng)光照時(shí)間能提高光合作用的速率3.下列有關(guān)光合作用原理和應(yīng)用的敘述錯(cuò)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(yīng)階段中，從外界吸收進(jìn)來(lái)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(chǎn)量D.適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度4.農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度與其產(chǎn)量直接相關(guān)?？蒲腥藛T研究了光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)某種植物光合作用強(qiáng)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(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化曲線(見(jiàn)下圖)。下列說(shuō)法正確的是()A.單位葉片中A點(diǎn)的光合作用強(qiáng)度一定大于呼吸作用強(qiáng)度B.D點(diǎn)以后限制光合作用強(qiáng)度的內(nèi)因可能是酶濃度C.CO2濃度由B點(diǎn)調(diào)至C點(diǎn)瞬間，葉綠體中C3含量下降D.若該曲線是在最適溫度下測(cè)得，突然降低溫度，D點(diǎn)會(huì)向右上方移動(dòng)5.下列關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施及其作用對(duì)應(yīng)關(guān)系一致的是()措施作用A在甘蔗生長(zhǎng)后期除去下部部分老葉降低呼吸作用，增加有機(jī)物積累B合理密植提高光合速率，提高作物產(chǎn)量C溫室及時(shí)通風(fēng)促進(jìn)作物吸收利用O2D適時(shí)適度松土促進(jìn)作物根系對(duì)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及無(wú)機(jī)鹽離子的吸收6.紅松(陽(yáng)生)和人參(陰生)均為我國(guó)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(qiáng)度變化的曲線圖，下列敘述正確的是()A.當(dāng)光照強(qiáng)度為A時(shí)，持續(xù)光照一晝夜后人參干重增加B.光照強(qiáng)度大于D時(shí)，可能是溫度限制了紅松P/R值的增大C.若適當(dāng)增施含鎂的肥料，一段時(shí)間后人參的A點(diǎn)右移D.光照強(qiáng)度為C時(shí)，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(duì)小麥產(chǎn)量的影響，某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小麥單位葉面積的CO2吸收速率(mmol·h－1)，結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該實(shí)驗(yàn)中的溫度和光照強(qiáng)度應(yīng)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(zhì)C.適當(dāng)增大CO2濃度和施加氮肥都有利于小麥增產(chǎn)D.葉綠體中CO2的固定量就是測(cè)得的葉片的CO2吸收量二、非選擇題8.為研究光質(zhì)對(duì)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(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置光照強(qiáng)度相同的藍(lán)光(B)、紅光(R)和自然光(W)3個(gè)處理，相關(guān)實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示。BRW葉綠素含量/(mg·g－1)1.953.752.85氣孔導(dǎo)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(dǎo)度可表示氣孔張開(kāi)的程度。(1)番茄葉肉細(xì)胞中的葉綠素主要分布在________________，主要吸收可見(jiàn)光中的__________________________________________________________________。(2)從綠葉中提取色素常用的試劑是__________。科研人員在測(cè)定葉綠素含量時(shí)從每個(gè)培養(yǎng)室里隨機(jī)選擇了10株幼苗，且均選取了頂芽起第二葉作為樣本進(jìn)行測(cè)定，這樣操作的目的分別是______________________________________________________________________________________________________。(3)經(jīng)紅光處理一段時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，陰雨天氣時(shí)，在大棚內(nèi)人工補(bǔ)充________(填“紅光”“藍(lán)光”或“自然光”)更有利于番茄生長(zhǎng)，依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。9.某實(shí)驗(yàn)小組欲探究外源NO處理對(duì)干旱脅迫下玉米幼苗光合作用的影響，共做了4組實(shí)驗(yàn)。下圖中甲組為空白對(duì)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(jìn)行干旱脅迫處理，其他條件相同且適宜，3d后測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中丁組的處理為_(kāi)________________________________________。(2)干旱脅迫下，玉米幼苗的Pn和Gs與甲組相比________________(填變化)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫會(huì)使部分葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)解體，直接影響光反應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)的____________________(填反應(yīng))過(guò)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(shí)驗(yàn)中干旱脅迫下玉米Pn的下降主要是由________________引起的，由此推測(cè)，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(chǎn)物對(duì)光合作用速率的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。(1)玉米葉肉細(xì)胞合成的光合作用產(chǎn)物部分用于建造植物體本身和________，傳粉后大部分運(yùn)輸?shù)椒N子中積累、儲(chǔ)存。研究人員檢測(cè)了傳粉后玉米葉片的氣孔開(kāi)放程度，結(jié)果如圖1。結(jié)果說(shuō)明野生型植株中CST1蛋白能夠________氣孔打開(kāi)。(2)研究人員測(cè)定了野生型植株在不同條件下CST1基因的表達(dá)量，圖2結(jié)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(dá)，C組CST1基因在連續(xù)光照處理下持續(xù)低水平表達(dá)。(3)據(jù)上述結(jié)果，研究人員進(jìn)一步推測(cè)CST1基因表達(dá)受到光合作用產(chǎn)物(如蔗糖等)的調(diào)控，進(jìn)而影響氣孔開(kāi)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(duì)照組注射等量蒸餾水，48小時(shí)后檢測(cè)葉片氣孔開(kāi)放程度。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為野生型蔗糖組氣孔開(kāi)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(cè)。(4)結(jié)合以上研究結(jié)果，請(qǐng)完善光合作用產(chǎn)物對(duì)光合作用速率的反饋調(diào)節(jié)機(jī)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(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)類囊體膜造成的傷害。如圖是葉肉細(xì)胞中合成異戊二烯的有關(guān)過(guò)程，其中A、B代表相關(guān)細(xì)胞器。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖中A細(xì)胞器是________，3－磷酸甘油醛產(chǎn)生的場(chǎng)所有____________。據(jù)圖分析：參與合成異戊二烯的物質(zhì)有________________________________。(2)當(dāng)光照強(qiáng)度突然增強(qiáng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)A細(xì)胞器中的3－磷酸甘油醛的含量________。長(zhǎng)時(shí)間的高溫、強(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)類囊體膜造成傷害后，會(huì)直接影響圖中____________________________(填物質(zhì)名稱)的產(chǎn)生，進(jìn)而影響光合作用和細(xì)胞呼吸。(3)高溫下呼吸鏈?zhǔn)芤种疲难趿肯陆?，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(jìn)了異戊二烯的合成。(4)為進(jìn)一步驗(yàn)證高溫可使呼吸鏈?zhǔn)芤种?，?dǎo)致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，完成下表：實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)要操作過(guò)程取材取生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)一致的葉片，分為3組，將葉片的葉柄浸入相應(yīng)的完全營(yíng)養(yǎng)液中設(shè)置對(duì)照組第1組作為對(duì)照組，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制劑設(shè)置實(shí)驗(yàn)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(jié)果測(cè)定一段時(shí)間后，測(cè)定3組葉片中的異戊二烯的含量預(yù)期結(jié)果第2、3組葉片中的異戊二烯含量相當(dāng)，均高于第1組答案：1.C根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響，A錯(cuò)誤；15～45cm之間，氣泡的產(chǎn)生速率表示凈光合速率，B錯(cuò)誤；小于60cm時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，氣泡的產(chǎn)生速率加快，因此，此時(shí)限制光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度，C正確；60cm時(shí)，光線太弱可能導(dǎo)致凈光合速率為0，此時(shí)光合速率等于呼吸速率，光合作用沒(méi)有完全停止，D錯(cuò)誤。2.A陰天時(shí)光照不足，可用太陽(yáng)能燈增加光照強(qiáng)度，進(jìn)而增強(qiáng)光反應(yīng)，為暗反應(yīng)提供更多的NADPH和ATP，A正確；光反應(yīng)必須在光下進(jìn)行，而暗反應(yīng)有光、無(wú)光都能進(jìn)行，夜晚為了更好地提高產(chǎn)量，需要打開(kāi)太陽(yáng)能燈(延長(zhǎng)光照時(shí)間)，讓植物進(jìn)行光合作用，因?yàn)榘捣磻?yīng)需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH，B錯(cuò)誤；綠葉中的色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，幾乎不吸收綠光，不宜在大棚內(nèi)安裝綠色的太陽(yáng)能燈，可安裝藍(lán)紫色或紅色的太陽(yáng)能燈，C錯(cuò)誤；光合作用速率指的是單位時(shí)間內(nèi)的光合作用強(qiáng)度，延長(zhǎng)光照時(shí)間不能提高光合作用的速率，D錯(cuò)誤。3.C在暗反應(yīng)階段中，從外界吸收進(jìn)來(lái)的二氧化碳先與C5結(jié)合生成C3，接著C3被還原，即從外界吸收進(jìn)來(lái)的二氧化碳，不能直接被NADPH還原；白天適當(dāng)提高溫度，有利于光合作用的進(jìn)行，晚上適當(dāng)降低溫度，降低呼吸速率，從而增加大棚蔬菜產(chǎn)量；“光合午休”是由于中午光照過(guò)強(qiáng)，溫度過(guò)高，蒸騰作用過(guò)于旺盛，部分氣孔關(guān)閉導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足引起的，故適時(shí)進(jìn)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(qiáng)度，呼吸強(qiáng)度未知，A錯(cuò)誤；CO2濃度由B點(diǎn)調(diào)至C點(diǎn)瞬間，C3的合成增加，消耗暫時(shí)不變，所以C3含量上升，C錯(cuò)誤；突然降低溫度，光合速率降低，D點(diǎn)會(huì)向左下方移動(dòng)，D錯(cuò)誤。5.A隨著甘蔗莖的伸長(zhǎng)，基部葉片自下而上逐漸枯黃，在甘蔗生長(zhǎng)后期除去枯黃老葉，可降低甘蔗植株的呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，有利于有機(jī)物的積累，A符合題意；合理密植，適當(dāng)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(fēng)有利于作物吸收利用CO2，C不符合題意；植物根系細(xì)胞吸收無(wú)機(jī)鹽的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，需要細(xì)胞代謝供能，適時(shí)適度松土能保持土壤的通氣性，促進(jìn)植物根部細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，從而促進(jìn)植物根系吸收無(wú)機(jī)鹽離子；高等植物屬于自養(yǎng)型生物，不從外界吸收有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，D不符合題意。6.D光照強(qiáng)度為A時(shí)，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(méi)有有機(jī)物的積累，持續(xù)光照一晝夜后人參干重不會(huì)增加，A錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度在D點(diǎn)時(shí)紅松P/R值達(dá)到最大，此后隨著光照強(qiáng)度的增加，光合速率也不再增加，即在D點(diǎn)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?yàn)閳D示曲線是在最適溫度條件下獲得的，B錯(cuò)誤；適當(dāng)增施含鎂的肥料，可以增加人參葉肉細(xì)胞中葉綠素的含量，進(jìn)而促進(jìn)光反應(yīng)以提高光合速率，在較低的光照強(qiáng)度下就可達(dá)到與呼吸速率相等的狀態(tài)，即一段時(shí)間后人參的A點(diǎn)左移，C錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為C時(shí)，紅松和人參的P/R值相等，由于紅松是陽(yáng)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(qiáng)。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(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)中的自變量是CO2濃度和是否施加氮肥，溫度和光照強(qiáng)度為無(wú)關(guān)變量，各組應(yīng)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(zhì)，B正確；由以上分析可知，適當(dāng)增大CO2濃度和施加氮肥都有利于小麥增產(chǎn)，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(cè)得的葉片的CO2吸收量，D錯(cuò)誤。8.(1)葉綠體類囊體薄膜上藍(lán)紫光和紅光(2)無(wú)水乙醇避免偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾；保證無(wú)關(guān)變量相同(3)增大用紅光處理一段時(shí)間后，葉肉細(xì)胞中的葉綠素含量明顯提高(4)藍(lán)光藍(lán)光條件下氣孔導(dǎo)度大，胞間CO2濃度低，合成有機(jī)物效率更高解析(1)番茄葉肉細(xì)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(jiàn)光中的紅光和藍(lán)紫光。(2)綠葉中的色素易溶于無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑，從綠葉中提取色素常用的試劑是無(wú)水乙醇?？蒲腥藛T在測(cè)定葉綠素含量時(shí)從每個(gè)培養(yǎng)室里隨機(jī)選擇了10株幼苗，目的是避免偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾；均選取了頂芽起第二葉作為樣本進(jìn)行測(cè)定，目的是遵循實(shí)驗(yàn)的單一變量原則，保證無(wú)關(guān)變量相同。(3)該實(shí)驗(yàn)中，自然光處理組是對(duì)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(xì)胞中的葉綠素含量最高，推測(cè)經(jīng)紅光處理一段時(shí)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(qiáng)度下，藍(lán)光處理組的氣孔導(dǎo)度最大，胞間CO2濃度最低，說(shuō)明相同光照強(qiáng)度下，藍(lán)光處理組合成有機(jī)物的效率最高。據(jù)此推測(cè)，陰雨天氣時(shí)，在大棚內(nèi)人工補(bǔ)充藍(lán)光更有利于番茄生長(zhǎng)。9.(1)同時(shí)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(guò)減輕干旱對(duì)氣孔因素的限制作用來(lái)緩解其對(duì)光合速率的抑制作用解析(1)由題意可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究外源NO處理對(duì)干旱脅迫下玉米幼苗光合作用的影響，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了4組，其中甲組為空白對(duì)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(jìn)行干旱脅迫處理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照原則，丁組的處理為同時(shí)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(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫會(huì)使部分葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)(類囊體)解體，類囊體薄膜是光反應(yīng)的場(chǎng)所，其受損會(huì)直接影響NADPH和ATP的合成，進(jìn)而影響暗反應(yīng)過(guò)程中C3的還原過(guò)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(shuō)明光合速率下降的主要影響因素是非氣孔因素。本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)照組甲組，說(shuō)明NO的作用可能是通過(guò)減輕干旱對(duì)氣孔因素的限制作用來(lái)緩解其對(duì)光合速率的抑制作用。10.(1)呼吸作用促進(jìn)(2)CST1基因表達(dá)量在光照時(shí)下降，黑暗時(shí)上升(3)突變型蔗糖組和突變型蒸餾水組氣孔開(kāi)放程度相同(4)解析(1)分析圖1可知，傳粉后相同天數(shù)時(shí)，野生型的氣孔開(kāi)放程度均高于突變型的，結(jié)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(shuō)明野生型植株中CST1蛋白能夠促進(jìn)氣孔打開(kāi)。(2)分析題圖可知，A組CST1基因表達(dá)量在光照時(shí)下降，黑暗時(shí)上升。(3)根據(jù)題干信息可知，本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證CST1基因表達(dá)受到光合作用產(chǎn)物(如蔗糖等)的調(diào)控，進(jìn)而影響氣孔開(kāi)放程度。結(jié)合實(shí)驗(yàn)處理可知，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為野生型蔗糖組氣孔開(kāi)放程度明顯低于