綜合提能檢測(四)圍繞“農(nóng)作物增產(chǎn)措施”分析影響光合作用和細胞呼吸的因素

綜合提能檢測（四）圍繞“農(nóng)作物增產(chǎn)措施”分析影響光合作用和細胞呼吸的因素一、選擇題1．(2021·青島期末)下列對提高作物產(chǎn)量措施的原理的分析，錯誤的是()A．甘薯種植早期增施氮肥，可以提高光合色素含量B．棉花種植中“正行通風(fēng)”，可以提高CO2供應(yīng)C．水稻分蘗末期排干積水，可以降低根細胞呼吸D．將玉米與大豆進行間作，可以減少氮肥施用解析：選C氮元素是構(gòu)成葉綠素的元素之一，甘薯種植早期增施氮肥，可以增加葉綠素的合成，從而可以提高光合色素含量，A正確；棉花種植中“正行通風(fēng)”，加快了空氣流動速率，可以提高CO2供應(yīng)，B正確；水稻分蘗末期排干積水，可以防止根細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞的毒害，C錯誤；大豆等豆科類植物根部含根瘤菌，能進行固氮作用，將玉米與大豆進行間作，可以減少氮肥施用，D正確。2．農(nóng)業(yè)諺語是勞動人民的經(jīng)驗總結(jié)，也是生物學(xué)規(guī)律的總結(jié)。下列有關(guān)農(nóng)業(yè)諺語及其描述的生命現(xiàn)象的敘述，錯誤的是()A．“玉米帶大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆間作，可以增加產(chǎn)量B．“小暑不種薯，立伏不種豆”說明不同的植物生長需要的環(huán)境條件不同C．“鋤頭下面有肥”描述的是中耕松土有利于植物根細胞吸收有機物D．“有收無收在于水，收多收少在于肥”說明了植物的生長和發(fā)育過程離不開水和無機鹽解析：選C“玉米帶大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆間作，不僅充分利用了群落的空間，還因為豆科植物常有根瘤菌與其共生而增加了土壤中的含氮量，促進玉米增產(chǎn)，A正確?！靶∈畈环N薯，立伏不種豆”強調(diào)氣候?qū)χ参锷L的影響，說明不同的植物生長需要的環(huán)境條件不同，B正確?！颁z頭下面有肥”描述的是中耕松土，中耕松土有利于有氧呼吸，促進植物根細胞吸收無機鹽等，根細胞不能吸收有機物，C錯誤。綠色植物的生長需要水，水是植物體的重要組成成分，植物體內(nèi)水分充足時，植株才能硬挺，保持直立的姿態(tài)，葉片才能舒展，有利于光合作用，提高產(chǎn)量；植物的生長需要多種無機鹽，無機鹽必須溶解在水中才能被植物吸收利用，不同的無機鹽功能不同，D正確。3．(2021·湖南高考)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進行的一系列能量和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯誤的是()A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D．合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度解析：選A弱光條件下植物沒有O2的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有O2的釋放，A錯誤；CO2性質(zhì)不活潑，在暗反應(yīng)階段，一個CO2分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原，因此CO2不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開花期減掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和CO2，這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強度，D正確。4．三七是一種名貴中藥材，主產(chǎn)地在云南。科研人員測定不同光照強度下三七和云南松光合速率的變化，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．在a點光照強度下，光照16h、黑暗8h的三七能正常生長B．在b點光照強度下，三七和云南松相同時間所產(chǎn)生的氧氣量的比值為6∶5C．在c點光照強度下，三七葉片每小時合成的葡萄糖總量為5.625mg·m－2D．土壤中鎂的含量減少會導(dǎo)致葉綠素含量減少，使三七的光補償點向右移解析：選C在a點光照強度下，三七光照16h釋放的O2量為1×16＝16(mg·m－2·h－1)，黑暗8h消耗的O2量為1×8＝8(mg·m－2·h－1)，O2的釋放量大于消耗量，有機物有積累，所以三七能正常生長，A正確。植物的總光合作用量等于凈光合作用量加呼吸作用量，即光合作用產(chǎn)生的O2總量等于O2釋放量加呼吸作用量。在b點光照強度下，三七產(chǎn)生O2的速率為5＋1＝6(mg·m－2·h－1)，云南松產(chǎn)生氧氣的速率為3＋2＝5(mg·m－2·h－1)，三七和云南松相同時間所產(chǎn)生的O2量的比值為6∶5，B正確。在c點光照強度下，三七葉片每小時產(chǎn)生的O2總量為6＋1＝7(mg·m－2)，根據(jù)光合作用的總反應(yīng)式：6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2換算可得，三七葉片每小時合成的葡萄糖總量＝(7×180)÷(6×32)＝6.5625(mg·m－2)，C錯誤。光補償點是指植物光合作用和呼吸作用相等時的光照強度。土壤中鎂的含量減少會導(dǎo)致葉綠素含量減少，三七的光合作用減弱，但呼吸作用強度不變，要使光合作用等于呼吸作用，必須增強光照，所以光補償點向右移，D正確。5．在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測得某森林中四種主要喬木幼苗葉片的生理指標(biāo)如表。下列分析正確的是()物種指標(biāo)構(gòu)樹刺槐香樟胡頹子光補償點/kls641.81.1光飽和點/kls1393.52.6A.光照強度為1.1kls時，胡頹子幼苗的凈光合速率小于零B．光照強度為10kls時，影響構(gòu)樹和刺槐幼苗光合速率的環(huán)境因素都有光照強度和CO2濃度C．若將光照強度突然由2kls增加到3kls，香樟幼苗葉綠體中的CO2會增加D．光照強度大于13kls時，構(gòu)樹幼苗光合作用固定的CO2全部來自外界解析：選A光照強度為1.1kls時，胡頹子幼苗葉片到達光補償點，此時葉片的光合速率等于呼吸速率，但由于幼苗中有部分細胞不能進行光合作用，而且還要進行呼吸作用，因此整個幼苗的凈光合速率小于零，A正確；光照強度為10kls時，構(gòu)樹還沒有達到光飽和點，此時影響構(gòu)樹的環(huán)境因素主要是光照強度，而光照強度為10kls時，刺槐已經(jīng)達到光飽和點，此時影響刺槐的環(huán)境因素主要是CO2濃度，B錯誤；若將光照強度突然由2kls增加到3kls，香樟幼苗的光合速率增加，吸收更多的CO2，因此其葉綠體中的CO2會減少，C錯誤；光照強度大于13kls時，構(gòu)樹幼苗光合作用固定的CO2部分來自自身呼吸，部分來自外界，D錯誤。6．下表為不同發(fā)育情況的水稻葉片a、b在溫度、光強度和CO2濃度等環(huán)境條件適宜的情況下，兩組葉片所測量的光合速率及相關(guān)指標(biāo)。下列敘述正確的是()葉片發(fā)育情況葉面積(最大面積的%)總?cè)~綠素含量氣孔相對開放度光合速率a新葉展開中871.1551.6b新葉已成熟10011.11005.8A．實驗結(jié)果表明光照有利于葉綠素的形成B．葉片a光合速率低的原因是葉面積小、葉綠素含量低、氣孔導(dǎo)度小等因素的綜合影響C．葉片a的光補償點和光飽和點顯著低于葉片bD．若測量時間為一晝夜，則晝夜干重變化較大的葉片是b解析：選B實驗結(jié)果表明在成熟的新葉中有利于葉綠素的形成，無法得出光照強度與葉綠素形成的關(guān)系，A錯誤；葉片a光合速率低的原因是a葉面積小、葉綠素含量低，導(dǎo)致光能吸收不足，同時其氣孔相對開放度低，導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足，最終導(dǎo)致光合速率低，B正確；葉片a的光合速率小于b，則葉片a的光補償點大于葉片b，光飽和點小于葉片b，C錯誤；由于不清楚兩者的呼吸速率，故無法比較晝夜干重變化的大小，D錯誤。7．在夏季晴朗白天，南昌某蔬菜基地測定了某大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用強度，結(jié)果如圖(假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同；植株大小一致、生長正常，栽培管理條件相同)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．7～9時和16～18時，曲線b高于曲線a，主要原因是此時段棚內(nèi)溫度較高B．光照強度、環(huán)境溫度、空氣中CO2含量是曲線b的峰值低于曲線a的主要因素C．曲線c高于曲線b，原因是補充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP、NADPH用于C3的還原D．在曲線a中，11時和13時分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理，13時所取葉片顯色較深解析：選B7～9時和16～18時，曲線b高于曲線a，主要原因是b全天蓋膜導(dǎo)致此時段棚內(nèi)溫度較高，A正確；曲線b為全天蓋膜，曲線a為全天不蓋膜，因為膜內(nèi)空氣不流通，而植物光合作用消耗的CO2大于呼吸產(chǎn)生的，因此膜內(nèi)的CO2濃度小于膜外，影響了暗反應(yīng)，同時膜內(nèi)的光照強度小于膜外，影響了光反應(yīng)，而溫度的改變對光合作用的影響不大，所以曲線b的峰值低于曲線a的主要因素是CO2濃度和光照強度，B錯誤；曲線c高于曲線b，原因是補充光照能促進光反應(yīng)，使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP、NADPH用于暗反應(yīng)C3的還原，C正確；由圖可知，曲線a中，11時～13時，植物的凈光合速率一直大于0，故該階段植物的有機物逐漸積累，即13時有機物的積累量大于11時，所以11時和13時分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理，13時所取葉片顯色較深，D正確。8．(2021·廣東高考)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同(圖a示意圖)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是()A．t2比t1具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度)B．t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大解析：選D由題圖分析可知，在正常光照下，t2的葉綠體相對受光面積低于t1，即二者光合速率相同時，t2所需的光照強度高于t1，由此可推斷，t2比t1具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度)，但t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)，A、B正確；通過題干信息可知，三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，由此推測，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)，C正確；由題干信息可知，該題研究的是三者光合速率差異與葉綠體在細胞中分布位置的關(guān)系，據(jù)題干信息無法得出三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大，D錯誤。9．(多選)如圖為某植物CO2消耗速率和CO2吸收速率隨時間的變化曲線。下列說法正確的是()A．該植物在7：00開始進行光合作用B．在18：00時，該植物有機物的積累量達到最大C．由圖可知18：00與7：00時C3的還原速率較大D．曲線b在10：00～12：00之間下降的主要原因是氣孔關(guān)閉導(dǎo)致暗反應(yīng)減弱解析：選BC該植物在7：00前就已進行光合作用，只是光合作用強度小于呼吸作用強度，A錯誤；18：00時是一天中第二個光補償點，植物有機物的積累量達到最大，B正確；據(jù)圖分析可知，7：00與18：00相比，CO2消耗速率高，故7：00時C3的還原速率較快，C正確；曲線a在10：00～12：00之間繼續(xù)升高，說明暗反應(yīng)并未減弱，曲線b在10：00～12：00之間下降的主要原因是氣溫升高，呼吸作用強度增強，所以吸收的CO2減少，D錯誤。二、非選擇題10．(2021·衡水模擬)我國一直提倡發(fā)展新農(nóng)業(yè)模式，以此來提高經(jīng)濟效益，加快脫貧致富。為了充分利用林地資源，增加農(nóng)民收入，與之相匹配的被稱為“林下經(jīng)濟”的林下套種模式就出世了，研究人員以大豆為實驗材料，在相同的條件下分別測定了P1、P2兩個品種的光補償點和光飽和點，結(jié)果如圖所示，請回答下列問題：(1)圖1中凈光合速率是在__________________相同的外界實驗條件下測得的單位時間、單位葉面積________的釋放量。(2)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)P1的葉綠素含量較高，其葉片光合作用能力更強，推斷其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)增加環(huán)境中的CO2濃度后，測得P1的光飽和點顯著提高，但P2的光飽和點卻沒有顯著改變，則P2在光飽和點時可能________(填序號)。①光反應(yīng)已基本飽和②暗反應(yīng)已基本飽和③光、暗反應(yīng)均已基本飽和(4)科研人員打算在一片蘋果園中種植大豆，據(jù)圖2分析，P1和P2中最適宜的品種是________。栽培該品種后，植株干重顯著大于對照組的，但籽實的產(chǎn)量并不高，最可能的生理原因是_____________________________________________________________________。解析：(1)圖1的自變量是溫度，因變量是凈光合速率，所以其他因素，如光照強度、CO2濃度應(yīng)保持一致。凈光合速率可以用光照條件下O2的釋放量、CO2的吸收量和有機物的積累量來表示。(2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，有利于光反應(yīng)速率的提高，所以葉綠素含量上升，光合作用隨著光反應(yīng)速率的增加而增強。(3)增加環(huán)境中CO2的濃度后，測得P1光飽和點顯著提高，說明在較低CO2濃度條件下，光合速率較低，光反應(yīng)速率較低，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP較少，增大CO2濃度后，暗反應(yīng)速率提高，需要光反應(yīng)產(chǎn)生更多的[H]和ATP，因此光的飽和點升高；增加環(huán)境中CO2濃度后，P2的光飽和點卻沒有顯著改變，原因可能是光反應(yīng)、暗反應(yīng)都基本飽和。(4)由圖2可知，P2的光飽和點比P1小，適于弱光下生長，因此P2適合在果園中套種。P2植株籽實自身不能進行光合作用，只能從葉片運輸有機物，所以產(chǎn)量不高可能是P2光合作用能力強，但向籽實運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少。答案：(1)光照強度、CO2濃度O2(2)葉綠素含量上升，光合作用隨著光反應(yīng)速率的增加而增強(3)①②③(4)P2P2光合作用能力強，但向籽實運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少11．植物的CO2補償點是指植物光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度，CO2飽和點是指植物光合速率達到最大值時環(huán)境中的最低CO2濃度。在適宜溫度、一定光照條件下，某興趣小組分別測定了玉米、小麥幼苗的CO2補償點和CO2飽和點，測定結(jié)果如表。回答下列問題：植物項目玉米小麥CO2補償點12μmol/L23μmol/LCO2飽和點34μmol/L50μmol/L(1)玉米植株葉片內(nèi)的葉綠體有兩種類型：一種是有基粒的葉綠體存在于葉肉細胞中；另一種是沒有基粒的葉綠體存在于維管束鞘細胞中。據(jù)此推測，玉米葉肉細胞中葉綠體基粒的光合產(chǎn)物有________________，維管束鞘細胞只能進行________(填“光反應(yīng)”或“暗反應(yīng)”)。(2)據(jù)表分析，在CO2濃度為40μmol/L的環(huán)境中培養(yǎng)小麥幼苗，限制小麥幼苗光合速率的主要環(huán)境因素是____________。(3)若將正常生長的玉米、小麥幼苗放置在同一密閉小室中培養(yǎng)，一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是_____________________________________________。繼續(xù)培養(yǎng)，玉米、小麥幼苗存活時間更長的是________，判斷理由是________________________________________________________________________________________________。解析：(1)葉綠體基粒上含有光合色素及與光合作用有關(guān)的酶，故葉綠體基粒中能夠進行光合作用的光反應(yīng)，產(chǎn)物有NADPH、O2和ATP；而維管束鞘細胞葉綠體不含基粒，只能進行暗反應(yīng)過程。(2)據(jù)表可知，小麥的CO2飽和點為50μmol/L，故若大氣中CO2濃度為40μmol/L，此時未達到CO2飽和點，則限制小麥光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度。(3)密閉環(huán)境中，植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低；據(jù)表可知，玉米的CO2補償點更低，維持生長所需要的CO2濃度更低，故玉米幼苗存活時間更長。答案：(1)NADPH、O2和ATP暗反應(yīng)(2)CO2濃度(3)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低玉米玉米CO2補償點比小麥低，在相對較低的CO2濃度下仍然存在有機物的積累12．某實驗小組為探究不同遮陰條件及施肥處理對油丹幼苗光飽和點(光合速率達到最大時的最小光照強度)和光補償點(凈光合速率為零時的光照強度)的影響，選用生長狀況等相同的油丹幼苗設(shè)置了1層遮陽網(wǎng)遮陰組(W1)、2層遮陽網(wǎng)遮陰組(W2)、1層遮陽網(wǎng)遮陰＋施肥組(W3)和全光照未施肥對照組(CK)，一段時間后測得各組油丹幼苗的光合特性如表所示。回答下列問題：處理光飽和點/(μmol·m－2·s－1)光補償點/(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標(biāo)是__________(填“光飽和點”或“光補償點”)，在該光照強度下，油丹幼苗的葉肉細胞中能合成ATP的場所有______________________________________。(2)某光照強度下，油丹幼苗在1層遮陽網(wǎng)遮陰條件下，凈光合速率為零。若在此條件下增加1層遮陽網(wǎng)遮陰，則油丹幼苗有機物的干重會________。結(jié)合以上信息，判斷理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，施肥會________(填“提高”或“降低”)油丹幼苗對光能的利用率。該實驗小組進一步研究發(fā)現(xiàn)，遮陰條件下施肥能促進幼苗中葉綠素的合成，從而影響油丹幼苗對光能的利用。從以上4組幼苗中選擇合適的素材，設(shè)計實驗驗證該結(jié)論。實驗思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。預(yù)期結(jié)果：____________________________________________