高中生物达标检测11影响光合作用的环境因素及其应用.docx

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高中生物达标检测11影响光合作用的环境因素及其应用

课下达标检测（十一）影响光合作用的环境因素及其应用

A级　基础题

一、选择题

1．（2019·蚌埠一模）下列有关影响光合作用的因素说法正确的是（　　）

A．正常情况下，光照影响光反应，不影响暗反应

B．光反应进行需要水，暗反应进行不需要水

C．CO2浓度影响暗反应速率，不影响光反应速率

D．氮、磷、镁、铁等元素的缺乏会影响光合作用

解析：

选D　正常情况下，光照影响光反应，进而影响暗反应，A错误；光反应进行需要水，暗反应进行也需要水，B错误；CO2浓度影响暗反应速率，进而影响光反应速率，C错误；氮、磷、镁、铁等元素是植物生长的必需元素，如果缺乏会影响细胞内一些化合物的合成，进而影响光合作用，D正确。

2．（2019·襄阳期末）下面列举了一些与温室大棚种植蔬菜有关的生产措施，你认为不合理的是（　　）

A．温室的设计应尽量提高采光效率，尽量减少不必要的热量散失

B．施足有机肥可直接为植物提供有机营养，同时可以补充大棚内的CO2

C．采用无土栽培技术，可按植物的需求配给营养，节约成本

D．夜晚适当降低温度可提高作物产量

解析：

选B　温室的设计应尽量提高采光效率，如用透明薄膜，并且尽量减少不必要的热量散失，有利于提高光合作用的温度，A正确；有机肥可以被微生物分解产生二氧化碳和矿质元素，可直接为植物提供矿质营养，同时可以补充大棚内的CO2，植物不能吸收有机营养，B错误；采用无土栽培技术，可按植物的需求配给营养，节约成本，C正确；夜晚适当降低温度可以减少夜间呼吸作用消耗的有机物，可以提高作物产量，D正确。

3.（2019·郑州一模）如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．曲线a→b点，叶绿体中C3浓度降低

B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高

C．曲线a→b点，叶绿体中C5生成速率降低

D．d点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等

解析：

选C　曲线中a点转向b点时，光照强度增强，光反应产生的[H]和ATP增加，促进暗反应中C3的还原，导致叶绿体中C3浓度降低，相对应的C5生成速率升高；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱，因此叶绿体中C5浓度升高；曲线中d点为光饱和点，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等。

4．（2019·太和县月考）如图表示蝴蝶兰在正常条件下和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化，据图分析，下列叙述正确的是（　　）

A．长期干旱条件下，蝴蝶兰可通过夜间吸收CO2以适应环境

B．长期干旱条件下，叶肉细胞在10～16时不能进行光反应

C．正常条件下，12时CO2吸收速率最快，植株干重最大

D．长期干旱条件下，叶肉细胞在0～24时不能产生ATP

解析：

选A　图中可以看出，在长期干旱条件下，蝴蝶兰除了可以进行呼吸作用外还可在夜间吸收CO2并贮存在细胞中，而白天时气孔关闭，A正确；10～16时CO2的吸收速率降为0，此时的光合作用速率等于呼吸作用的速率，B错误；正常条件下，12时CO2吸收速率最快，表明光合作用最强，但是植株干重在20点之前与横轴的交点处最大，C错误；长期干旱条件下，植物细胞在0～24时都可进行呼吸作用，产生ATP，D错误。

5.（2019·四平模拟）如图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化（注：

不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同）。

下列说法正确的是（　　）

A．若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变

B．若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2

C．c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

D．若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下方移动

解析：

选D　e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光合作用强度可能会发生变化；若a代表O2吸收量，d点时，整个植株既不吸收O2也不释放O2，但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，光饱和点增大，e点向右下方移动。

6.取生长旺盛的天竺葵叶片，用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气，均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，记录圆叶片上浮至液面所需时间，其结果绘制的曲线如图。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．YZ段平缓的限制因素可能是光照强度

B．Y点比X点细胞内的C5含量高

C．Z点后曲线上行，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致

D．Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体

解析：

选B　YZ段平缓，说明随着CO2浓度的增加光合作用不再增强，则限制因素可能是光照强度；Y点与X点相比，CO2浓度高，CO2的固定加快，则Y点细胞内的C5含量低；Z点后光照不变，CO2浓度升高，而圆叶片上浮到液面的时间延长，说明光合作用减弱，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致；Y点既有光合作用又有呼吸作用，则叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。

7．（2019·太和县月考）如图曲线表示农田中昼夜温度变化（Ⅰ），光照强度变化（Ⅱ），植物吸收CO2的变化（Ⅲ）。

请判断下列说法中，错误的是（　　）

A．在曲线Ⅲ与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2量和呼吸作用释放的CO2量相等

B．a点的形成是由夜间的低温造成的

C．在时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成终止

D．若能保证水分的供应，则可使曲线Ⅲ与时间轴所围成的面积增大

解析：

选C　Ⅲ为植物吸收CO2的变化曲线，植物体细胞内可以进行与CO2变化有关的光合作用、呼吸作用两个过程，c、e两个交点CO2吸收量为0，实质是光合作用吸收CO2＝呼吸作用释放的CO2，A正确；夜间只进行呼吸作用，a点时呼吸作用减弱，可能与此时环境温度降低抑制呼吸作用有关，B正确；c、e点光合作用吸收CO2＝呼吸作用释放的CO2，所以光合作用开始点在c点前，终止点在e点后，C错误；若能保证水分的供应，则可使曲线Ⅲ与时间轴所围成的面积增大，D正确。

二、非选择题

8．图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合强度受环境因素影响的变化曲线图。

请据图分析并回答下列问题：

（1）参与光合作用的色素分布在叶绿体的____________上。

（2）光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示________阶段，反应场所是____________。

（3）图甲A生理过程的产物是________________。

（4）由图乙可知，影响光合作用的外界因素是__________和__________。

（5）比较图乙中Ⅰ、Ⅱ两条曲线，当光照强度大于a时，曲线Ⅱ的光合强度不再增大的原因是____________，限制了光合作用________阶段的进行。

（6）写出光合作用的总反应式：

________________________________________。

解析：

（1）光合作用的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。

（2）光合作用包括光反应和暗反应两阶段，A表示光反应阶段，场所是类囊体薄膜；B表示暗反应阶段，场所是叶绿体基质。

（3）光反应产物有[H]、ATP、O2。

（4）图乙表示影响光合作用的外界因素有光照强度和CO2浓度。

（5）CO2浓度过低，限制了暗反应进行。

答案：

（1）类囊体薄膜　

（2）暗反应　叶绿体基质

（3）O2、[H]、ATP　（4）光照强度　CO2浓度　（5）CO2浓度过低　暗反应　（6）CO2＋H2O

（CH2O）＋O2

B级　提升题

一、选择题

1．（2019·道里区三模）科学家从发菜藻体中分离出细胞进行液体悬浮培养。

通过实验测定了液体悬浮培养条件下温度对离体发菜细胞的光合与呼吸速率的影响，其他条件均正常，结果如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．30℃时，发菜细胞中生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体

B．与光合作用相比，呼吸作用有关的酶的最适温度更高

C．光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45℃

D．由图可知，离体发菜细胞生长的最适温度是25℃

解析：

选A　发菜细胞是原核细胞，没有线粒体和叶绿体，A错误；据图可知，离体发菜细胞的光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的最适温度更高，B正确；据图可知，45℃时净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率。

因此光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45℃，C正确；据图分析，25℃时离体发菜细胞的净光合速率最大，有机物的积累最快，故离体发菜细胞生长的最适温度是25℃，D正确。

2．（2019·温州期末）下面甲、乙两图分别表示一天内某丛林水分的失与得（A、B）和CO2的吸收与释放（m、N、L）的变化情况（S代表面积）。

请据图分析，下列说法错误的是（　　）

A．若SB－SA＞0，则多余的水分用于光合作用等生理过程

B．若SB－SA＞0，且Sm－SN－SL＞0，则丛林树木净光合作用大于0

C．从碳反应的角度考虑，若在一昼夜内SN＋SL＜Sm，植物就能正常生长

D．若SB－SA＜0，仅从环境推测，当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低

解析：

选D　分析题图可知，SB是植物细胞吸收的水分，SA是植物通过蒸腾作用散失的水分，SB－SA＞0，多余的水分用于光合作用等生理过程，A正确；SB－SA＞0，代表植物细胞吸收的水分大于蒸腾作用散失的水分，Sm－SN－SL＞0，代表有机物的积累量大于0，B正确；若在一昼夜内SN＋SL＜Sm，说明有机物的积累量大于0，该植物能正常生长，C正确；SB－SA＜0，代表植物细胞吸收的水分小于蒸腾作用散失的水分，从环境推测，可能的原因是当日气温可能偏高，蒸腾作用强或者土壤溶液浓度高，细胞不能吸水，甚至失水，D错误。

3．研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料，在相同的条件下进行了四组实验。

其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。

下列相关说法正确的是（　　）

A．本实验中光照强度是无关变量，故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量

B．光照期间，光反应通过水的分解为暗反应提供ATP和[H]

C．实验组黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率变小

D．推测在某光照—黑暗的交替频率上，单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%

解析：

选D　本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量，无关变量也是影响实验结果的变量，需要人为控制相同且适宜；光照期间，光反应通过水的分解为暗反应提供[H]，ATP不是通过水的分解形成的；实验组黑暗变为光照时，光反应、暗反应速率均增加；由题意“单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大”可推测光反应产生ATP和[H]等物质的速率大于暗反应的利用速率，即在光照条件下产生的ATP和[H]等物质，在黑暗后仍可以继续利用并生成有机物。

随着光照—黑暗交替频率的提高，在某种频率的一个光照—黑暗周期内，光反应产生的ATP和[H]等物质正好够这一周期使用，即达到与D组连续光照相同的产物产量，即单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%。

4.

（2019·太和县月考）某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24h测定，得到如图曲线，则以下说法中正确的是（　　）

A．图中d点光合速率最大，d点有机物积累最多

B．c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率

C．de段光合速率小于呼吸速率

D．进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段

解析：

选B　图中d点光合速率最大，e点有机物积累最多，A错误；c、d之间的区段CO2吸收速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率，B正确；de段CO2吸收速率大于0，说明光合速率大于呼吸速率，C错误；a～g区段一直在进行细胞呼吸，D错误。

5.（2019·长治县月考）如图表示在一定的光照强度和温度下，植物光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况，下列有关说法错误的是（　　）

A．与D点相比，C点时细胞内[H]的含量较高

B．与A点相比，B点时细胞内的C5含量较低

C．图中C点时光合作用速率达到最大值

D．图中D点以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度

解析：

选C　与D点相比，C点时细胞内CO2含量少，CO2固定产生的C3少，需要的[H]少，因此积累[H]的含量较高，A正确；与A点相比，B点时细胞内的CO2含量多，CO2固定消耗的C5多，因此积累的C5含量较低，B正确；图中纵轴代表光合作用增长率，D点之前光合速率一直在增长，因此D点光合速率最大，C错误；横坐标表示二氧化碳浓度，D点时光合速率不再随着二氧化碳浓度的升高而加快，说明D点时二氧化碳不再是限制因素，此时限制光合作用速率的主要环境因素是光照强度或温度，D正确。

二、非选择题

6．（2019·沙坪坝区月考）玉米叶肉细胞中有一种酶，被称为“CO2泵”，使其在较低的CO2浓度下进行光合作用。

而花生缺乏类似的“CO2泵”。

如图为玉米和花生在不同胞间CO2浓度下的光合速率情况。

请回答下列相关问题：

（1）炎热的夏季中午，叶片气孔开度会下降，光合原料之一的________减少，导致花生光合速率明显下降；而此时玉米光合速率反而有所升高，原因是________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂降低“CO2泵”的活性，则短时间内相关光合细胞中ATP含量呈________（填“上升”“下降”“不变”）趋势，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）若要比较图中两条曲线的交点对应的玉米和花生向外界释放O2速率的关系，还应知道的数据是________________________________________________________________。

（4）由图可知，随胞间CO2浓度的升高，玉米的光合速率不再变化而花生光合速率逐渐上升。

从暗反应酶的角度分析，原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）中午时间，光照增强，温度过高，叶片气孔开放程度下降，CO2进入叶肉细胞受阻，故CO2减少，导致花生光合速率降低；而玉米内有“CO2泵”，在进入植物内的CO2减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度；并且此时光照增强，促进光合作用加强。

（2）当注入抑制剂后，卡尔文循环（暗反应或C3的还原）受阻，ATP的消耗降低，而光反应产生ATP不受影响，故ATP的含量呈上升趋势。

（3）图中交点时两种植物的实际光合速率相等，要想比较植物向外界释放O2的速率，即两种植物的净光合作用速率，还需知道两种植物的呼吸速率。

（4）随着胞间CO2浓度的升高，玉米的光合速率不再变化而花生的光合速率仍然逐渐上升，这是因为花生暗反应的相关酶的活性（数量）比玉米高（多），能固定更多的CO2。

答案：

（1）CO2　玉米内有“CO2泵”，细胞间隙CO2低浓度条件下仍能维持细胞内较高的CO2浓度；此时光照强度增强，促进光合作用加强　

（2）上升　C3的还原过程受阻，ATP的消耗较低，而光反应短时间内仍产生ATP（光反应短时间内产生ATP不受影响）　（3）玉米和花生的呼吸速率　（4）花生暗反应酶的活性比玉米的高

7．在玻璃温室中，某研究小组分别用三种单色光对某种绿色蔬菜进行光源（补光）试验，结果如图1所示，补光的光强度为150μmol·m－2·s－1，补光时间为上午7：

00～10：

00，温度适宜。

请回答下列问题：

（1）补光效果最好的补光组是__________。

若该补光组在9：

00突然停止补光，则短时间内叶肉细胞中C3的含量将________。

（2）根据光合色素吸收光谱分析，不同单色光补光后结果不同的直接原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）科学家研究了不同光质对芹菜光合作用的影响，分别设置了白光（W）、白光＋红光（WR）、白光＋蓝光（WB）、白光＋红光＋蓝光（WRB）四种处理。

然后测定了单位时间内叶片吸收的CO2量和RuBP羧化酶（一种与CO2的固定有关的酶）活性的变化，结果如图2。

①该研究中作为对照组的是________，设置对照组的目的是_____________________。

②如果要测定单位时间内芹菜叶片光合作用消耗的CO2总量，还需要测定____________________________________________。

③如果需要进一步探究光质是否影响芹菜的光反应，还需测定叶片中________的含量。

④实验结果表明：

增加________（填“红光”或“蓝光”）可增强芹菜光合能力，原因与____________________________有关。

⑤如果设置一组单纯的红光组，预计芹菜的净光合速率比对照组________。

解析：

（1）从图中四条曲线对比可知给植株补充680nm补光时，CO2吸收速率最大，所以补光最好的组为680nm补光组；若该补光组在9：

00时突然停止补光，就会使光照强度减弱，光反应产生的还原氢和ATP就会减少，这样暗反应中的C3的还原过程就会减慢，而CO2的固定仍在进行，故叶肉细胞中的C3含量将增多。

（2）根据光合色素吸收光谱分析，不同的色素吸收不同单色光的量是不同的，所以单色光补光后结果不同的重要原因是光合色素对不同单色光的吸收量不同。

（3）①分析实验目的可知，其中自变量是时间和不同波长的光照，因变量是净光合速率（即CO2吸收速率），其他因素如温度、CO2浓度、植物生长状况等均为无关变量，白光作为对照组，目的是排除无关因素的干扰。

②如果要测定单位时间内芹菜叶片光合作用消耗CO2的总量，还需要测定单位时间内呼吸作用释放CO2的量。

③探究光质是否影响芹菜的光反应，还需测定叶片中叶绿素的含量。

④光合色素对不同的单色光的吸收量不同，根据柱形图可知，增加红光可增强芹菜光合能力，原因与RuBP羧化酶活性增强有关。

⑤如果设置一组单纯的红光组，由于绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光，白光可以提供各种波长的光，因此芹菜的净光合速率比对照组低。

答案：

（1）680nm补光　增多

（2）光合色素对不同单色光的吸收量不同

（3）①白光　排除无关因素的干扰　②单位时间内呼吸作用释放CO2的量　③叶绿素（或叶绿素a、叶绿体中的色素）　④红光　RuBP羧化酶活性增强　⑤低