2024届高三生物一轮复习基础夯实练15：光合作用的影响因素及其应用

基础夯实练15  光合作用的影响因素及其应用

一、选择题

1．某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测定得到下表所示结果。下列叙述正确的是(　　)

A.本实验的目的是探究CO2 浓度对光合速率的影响

B．15～45 cm之间，气泡产生量为光合作用实际产生氧气的量

C．小于60 cm时，限制光合速率的主要因素是光照强度

D．60 cm时，光线太弱导致光合作用完全停止

2.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示该植物处于25 ℃环境中时光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述错误的是(　　)

A．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体

B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等

C．当植物缺Mg时，叶绿素减少，b点将向左移

D．将温度提高到30 ℃时，a点上移，b点右移，c点上移

3．(2023·云南丽江高三调研)生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系；后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是(　　)

A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用速率的不同

B．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等

C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件

D．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用O2释放量作为观测指标

4.如图表示某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的变化。下列说法中不正确的是(　　)

A．从B点开始合成光合产物(CH2O)

B．AB段C3含量较高与没有接受光照有关

C．E点时C3含量极低与二氧化碳的供应有关

D．E点时叶绿体中ATP的含量比D点时低

5．(2023·江苏南京高三模拟)细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的应用。下列有关叙述中，不正确的是(　　)

A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收

B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累

C．合理密植和增施有机肥均有利于提高农作物的光合作用强度

D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应

6．龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某研究小组的实验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是(　　)

A．实验中的自变量为光照强度和CO2浓度

B．高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快

C．增加光照强度或CO2浓度均能提高龙须菜的生长速率

D．选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素

7．如图表示叶片的光合作用强度与植物周围空气中二氧化碳含量的关系，图示中ce段是增大了光照强度后测得的曲线。下列有关叙述中，正确的是(　　)

A．植物鲜重增加量是光合作用强度的重要指标

B．在e点后再次增大光照强度，曲线有可能为eg段

C．叶绿体内a点时的C3(三碳化合物)含量大于b点

D．bc段的限制因素主要是温度

8．(2023·北京通州区高三检测)农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是(　　)

A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度

B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度

C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降

D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动

9．(2023·河北武安高三模拟)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述不正确的是(　　)

A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响

B．加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2

C．拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度

D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度

10．(2023·广东广州高三模拟)下图显示在环境CO2浓度和高CO2浓度下，温度对两种植物CO2吸收速率的影响，下列有关曲线的分析正确的是(　　)

A．高CO2浓度条件下，叶片温度在45 ℃时两种植物真正光合速率最高

B．环境CO2浓度条件下，40 ℃时限制两种植物光合作用速率的因素相同

C．自然条件下，与植物b相比，植物a更适合生活在高温环境中

D．植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高

11．(2023·江苏新高考基地学校模拟联考)为探究影响光合速率的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．此实验共有三个自变量：光照强度、施肥情况和土壤含水量

B．光照强度为800 lux是玉米在25 ℃条件下的光饱和点

C．在土壤含水量为40%～60%的条件下，施肥促进光合作用的效果明显

D．制约c点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量

12．夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，不正确的是(　　)

A．①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量

B．②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗

C．与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强

D．③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利

二、非选择题

13．(2023·山西阳泉高三期末)科研人员对烟草叶片光合作用进行了相关研究。请回答相关问题：

(1)参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与__________离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和____________________(物质)的合成。

(2)当CO2浓度适当增加时，烟草的光合作用强度增加。这是位于__________(填具体场所)的RuBP羧化酶将CO2固定为__________，再进一步被__________为糖类。

(3)科研工作者对烤烟品种K326施加不同的供氮量处理，实验结果如下：

注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量。

①从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是___________________________。

②研究人员推测出现该现象的原因可能是施氮提高了____________的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，____________成为影响光合速率持续升高的限制因素。

14．为探究CO2浓度及紫外线对植物光合作用的影响，研究人员分别用紫外线和浓度加倍后的CO2处理培养了15天的番茄幼苗，直至果实成熟。期间测定了番茄叶绿素含量、株高和光合速率等生理指标(其他条件均为适宜状态)，结果如下表。

(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞产生ATP的部位有___________________；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是_______________________________________________________________。

(2)从实验设计的角度来看，表格中的数据有不严谨的地方，具体体现在初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，你认为这样的误差____________(填“会”或“不会”)对实验结果和得出结论产生显著影响，原因是____________________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)由表可知，CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能是因为CO2能促进植物生长素的合成。请补充实验，验证此假设(简要说明实验思路及结果)。

(4)根据表中的数据分析，为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有___________________

______________________________________________________________________________。

参考答案

1．C　[根据题意分析，该实验的目的是探究光照强度对光合速率的影响，A错误；15～45 cm之间，气泡的产生速率表示净光合速率，B错误；小于60 cm时，随着光照强度的增加，气泡的产生速率加快，因此，此时限制光合速率的主要因素是光照强度，C正确；60 cm时，光线太弱导致净光合速率为0，此时可能是光合速率等于呼吸速率，D错误。]

2．C

3．A　[探究光照强度对光合作用的影响，应定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误。]

4．D　[AB段C3含量不变，对应的时间是0～6 h，没有光照，C3含量较高与没有接受光照有关，B点开始C3含量降低，表示C3被还原，开始合成有机物，A、B正确；E点时，光照过强，温度较高，导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，生成的C3含量低，C正确；E点时，光照充足，叶绿体中光反应产生的ATP的含量较D点高，D错误。]

5．D

6．C　[据图可知，各组CO2浓度为0.1%时的数据均不高于CO2浓度为0.03%时的数据，故增加CO2浓度并不能提高龙须菜的生长速率，C错误；不同的光照强度对生长速率的影响不同，所以选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，D正确。]

7．B

8．B　[曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A错误；CO2浓度由b点调至c点瞬间，C3的合成增加，消耗暂时不变，所以 C3含量上升，C错误；突然降低温度，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错误。]

9．B　[该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放的O2浓度(代表光合作用强度)，故实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，B错误；相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C正确；若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行细胞呼吸，氧气传感器可测出O2的消耗情况，从而测定金鱼藻的呼吸强度，D正确。]

10．C　[高CO2浓度条件下，叶片温度在约42 ℃时两种植物净光合速率最高，由于呼吸速率未知，无法知道真正光合速率的情况，A错误；对比图1和图2可知，在40 ℃时，植物a在环境CO2浓度和高CO2浓度下的CO2吸收速率相同，此时限制植物a光合速率的因素不是CO2浓度，植物b在环境CO2浓度下的CO2吸收速率明显低，此时限制植物b光合速率的因素是CO2浓度，B错误；据图1可知，自然条件下，叶片温度较高时，植物a的净光合速率较高，故与植物b相比，植物a更适合生活在高温环境中，C正确；在环境CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在38 ℃左右最高，在高CO2浓度条件下，植物b的光合作用相关酶活性在42 ℃左右最高，D错误。]

11．B　[光照强度为800 lux时CO2吸收量均大于200 lux，但并没有测定其他光照强度的CO2吸收量，所以无法确定光饱和点，B错误。]

12．C　[②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误。]

13．(1)镁(Mg)　ATP、NADPH　(2)叶绿体基质　C3(三碳化合物)　还原　(3)①氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著(中氮与高氮的作用无显著差异)　②叶绿素　CO2浓度

解析　(2)二氧化碳是暗反应的原料，暗反应的场所是叶绿体基质；在暗反应过程中，RuBP羧化酶将CO2固定为C3(三碳化合物)，再进一步被还原为糖类。(3)①由表可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组，中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，但中氮与高氮的作用无显著差异。②根据氮和镁离子参与组成叶绿素，可推测出现该现象的原因可能是施氮提高了叶绿素的合成，进而影响光合速率；再结合表格可知，中氮组叶绿体CO2浓度明显高于高氮组，说明在高氮情况下，叶绿体CO2浓度成为影响光合速率持续升高的限制因素。

14．(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　紫外线照射使植物叶绿素合成减少，光反应弱，光合速率低　(2)不会　一是初始数据误差很小，二是实验结果和结论的得出主要依据因变量的变化　(3)实验思路：在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；检测结果：15天时，A、C两组生长素含量差别不大；30天、45天时C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量。　(4)适度提高棚内二氧化碳浓度；使用能阻挡紫外线的塑料薄膜