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2024届人教版高考生物一轮复习影响光合作用的环境因素及其应用作业（不定项）含答案
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这是一份2024届人教版高考生物一轮复习影响光合作用的环境因素及其应用作业（不定项）含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时微练(十) 影响光合作用的环境因素及其应用
一、选择题:本题共7小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·绍兴模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是( )
A.过程①产生NADH,过程③消耗NADPH
B.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中
C.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加
D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系
解析 过程①产生的是NADPH,而过程③产生和消耗的是NADH,A项错误;过程①为光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上;过程③为有氧呼吸或无氧呼吸过程,其中有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸发生在细胞质基质,B项错误;若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重不一定增加,因为植物还有部分细胞不能进行光合作用,同时也要通过细胞呼吸消耗有机物,C项错误;过程③中ATP的合成需要消耗能量,往往与放能反应相联系;过程④是ATP的水解,释放能量,往往与吸能反应相联系,D项正确。
答案 D
2.将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜培养条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A.黑暗条件下,①增大、④减小
B.光强低于光补偿点时,①、③增大
C.光强等于光补偿点时,②、③保持不变
D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大
解析 黑暗条件下,细胞只有呼吸作用,呼吸作用消耗氧气产生的CO2扩散至细胞外,因此①增大、④减小,A项正确;光强低于光补偿点时,即光合作用强度小于呼吸作用强度,此时①增大、③减小,B项错误;光强等于光补偿点时,光合作用强度等于呼吸作用强度,②、③保持不变,C项正确;光强等于光饱和点时,光合作用强度大于呼吸作用强度,②减小、④增大,D项正确。
答案 B
3.图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化,下列说法正确的是( )
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。
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 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,A项错误;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,B项错误;c点时,叶肉细胞只能进行细胞呼吸,故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,C项错误;若a代表CO2释放量,适当提高大气中的CO2浓度,光饱合点增大,e点向右下移动,D项正确。
答案 D
4.我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因,低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白,定位于叶绿体和细胞核。4 ℃低温处理后,Y基因过表达株系比野生型明显耐低温,而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株,4 ℃处理12小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析不合理的是( )
A.Y基因过表达植株的CO2饱和点大于野生型
B.CO2浓度在100~200 μmol·mol-1之间时,三组植株净光合速率随CO2浓度的增加而升高
C.CO2浓度等于250 μmol·mol-1时,若突然增大光照强度,叶绿体内C5将减少
D.CO2浓度大于250 μmol·mol-1时,限制野生型和Y基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光照强度
解析 CO2浓度等于250 μmol·mol-1时,野生型和Y基因敲除植株均已达到了最大净光合速率,此时的限制因素可能是光照强度,若突然增大光照强度,ATP和NADPH产生量增加,使C3的还原速率加快,生成的C5增加,短时间内CO2的固定速率不变,故叶绿体内C5将增加,C项错误。
答案 C
5.红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,下列叙述正确的是( )
A.光照强度为a时,每日光照12小时,一昼夜后人参干重不变,红松干重减少
B.光照强度在b点之后,限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度
C.光照强度为c时,红松和人参的净光合速率相等
D.若适当增加土壤中无机盐镁的含量,一段时间后B植物的a点左移
解析 光照强度为a时,对于人参(B)而言,光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,白天12小时没有积累有机物,晚上进行呼吸作用消耗有机物,一昼夜干重减少,A项错误;光照强度在b点之后,限制红松(A)P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度,在d点之后,限制其P/R值增大的主要外界因素才是CO2浓度,B项错误;阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低,光照强度为c时,二者的P/R值相同,但呼吸速率不同,故净光合速率不同,C项错误;对于人参(B)而言,a点光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,对应的光照强度为光补偿点。若适当增加土壤中无机盐镁的含量,B植物合成叶绿素增多,达到光补偿点需要的光照强度变小,故一段时间后B植物的a点左移,D项正确。
答案 D
6.在一定的光照强度范围内,植物的光合作用随着光照强度的增强而逐渐增强,同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度称为光补偿点;当达到某一光照强度后,光合速率不再增加,此时的光照强度称为光饱和点。如表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。下列对表中数据的分析有误的是( )
生长期
光补偿点
(μmol·
m-2·s-1)
光饱和点
(μmol·
m-2·s-1)
最大净光合速
率(μmol CO2·
m-2·s-1)
甲
乙
甲
乙
甲
乙
灌浆期
65
50
1 796
1 886
20.17
28.06
蜡熟期
72
70
1 652
1 405
18.57
13.23
注:灌浆期幼穗开始有机物积累,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。
A.乙品种水稻的最终产量比甲品种高
B.在灌浆期,甲品种的最大净光合速率比乙小,可积累的有机物也比乙少
C.据表分析随着水稻的逐渐成熟,叶片光合作用会逐渐增强
D.水稻从灌浆期到蜡熟期最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关
解析 从表中的数据推测,灌浆期幼穗开始有机物积累,而乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲品种,故乙品种可积累的有机物多,能获得较高产量,A、B两项正确;据表中的数据分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,甲、乙品种的光补偿点增大,光饱和点降低,最大净光合速率均在下降,即水稻叶片在水稻逐渐成熟过程中光合作用逐渐下降,C项错误;叶片的叶绿素含量减少是导致净光合速率下降原因之一,D项正确。
答案 C
7.为探究某绿色植物净光合速率和胞间 CO2浓度的日变化规律,某科研小组在夏季晴朗的一天进行了相关实验,净光合速率与胞间 CO2浓度日变化如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中的虚线表示胞间 CO2浓度,实线表示净光合速率
B.中午11~12时,叶片为避免失水过多,会关闭部分气孔
C.11~13时净光合速率下降的原因可能是胞间CO2浓度降低;15时之后,净光合速率下降的因素不再是胞间CO2浓度
D.9~16 时,该植物有机物含量先增加后逐渐减少
解析 根据曲线在下午15~16时光照强度有所减弱,净光合速率下降可知,题图中的虚线表示胞间CO2浓度,实线表示净光合速率,A项正确;中午11~12时,叶片为避免失水过多,会关闭部分气孔,出现光合午休现象,B项正确;根据胞间CO2浓度的变化曲线可知,11~13时,胞间CO2浓度下降,而光照强度增大,因此该阶段净光合速率下降的原因可能是胞间二氧化碳浓度降低;15时之后,净光合速率下降,同时胞间二氧化碳浓度增大,因此下降的因素不再是胞间二氧化碳浓度,是由于15时之后光照强度逐渐减弱,而影响光合作用强度,C项正确;9~16时,净光合速率均大于0,该植物可不断积累有机物,该植物有机物含量一直增加,D项错误。
答案 D
二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求。
8.中国是生产稻米最多的国家,增加水稻的产量一直是科研人员研究的主要课题。为研究高浓度CO2对水稻光合作用的影响,科研人员测定了两种CO2浓度下处于抽穗期水稻净光合作用速率在不同时间的变化,由图示可以得出( )
A.在11:30之前,限制水稻光合作用的主要环境因素只有光照强度
B.15:30时,两种环境下水稻有机物的生成量大于消耗量
C.11:30时,将水稻从高浓度CO2转移到环境浓度CO2条件下,短时间内水稻叶肉细胞中NADPH含量下降
D.在曲线时间内,高浓度CO2条件下的三碳化合物的生成速率大于环境浓度CO2条件下的
解析 据图可知,在11:30之前,不同浓度的CO2对水稻光合作用的影响不同,故此时刻之前限制因素不只是光照强度,A项错误;据图可知,15:30时,两种环境下水稻的净光合速率>0,故有机物的生成量大于消耗量,B项正确;一定范围内,光反应速率随光照强度增大而增强,据图示无法直接得出高浓度CO2条件下相比环境浓度CO2条件下光反应产生NADPH的速率快的结论,C项错误;据图可知,在曲线时间内,高浓度CO2条件下净光合速率大于环境浓度CO2条件下的,高浓度CO2条件下水稻暗反应速率较快,CO2+C52C3过程较快,故C3合成较多,D项正确。
答案 BD
9.将长势相同的番茄幼苗分成若干组,分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1 h,再光照1 h,测其干重变化,得到如图所示的结果。下列说法正确的是( )
A.32 ℃时光合速率等于呼吸速率
B.在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下,至少需要光照6小时,该番茄幼苗才能正常生长
C.在36 ℃时,番茄幼苗停止进行光合作用
D.28 ℃和30 ℃时光合速率不相等
解析 32 ℃时,暗处理1 h后的重量变化是-4 mg,说明呼吸速率是4 mg/h,光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg,说明此条件下光合速率是8 mg/h,光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍,A项错误;据图中信息可知,26 ℃条件下,呼吸速率是1 mg/h,光合速率是3+1+1=5(mg/h),设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下,至少需要光照x小时以上,该番茄幼苗才能正常生长,则有5x-1×24=0,可求出x=4.8 h,B项错误;番茄幼苗开始停止进行光合作用时,植物只进行呼吸作用,消耗有机物,此时光照1 h后的重量变化是暗处理重量变化的二倍,由图可知,此时温度为36 ℃,C项正确;根据曲线可知,28 ℃和30 ℃时光照后与暗处理前的重量变化相同,但是根据曲线可知,28 ℃和30 ℃的呼吸速率不相同。因为,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以28 ℃和30 ℃时的光合速率不相等,D项正确。
答案 CD
10.图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示某一天24小时的温度、某植物真正光合速率、净光合速率变化,图乙中曲线表示放有某植物的密闭玻璃罩内一天24小时的CO2浓度的变化。以下分析正确的是( )
甲
乙
A.乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光照强度增加
B.植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是e点,在乙图中则是H点
C.植物在甲图中的b、f两点的生理状态与乙图中D、H两点的生理状态相同
D.甲图曲线Ⅲ12点左右d点下降的原因是温度过高,呼吸速率上升使净光合速率下降,但真正光合速率未下降
解析 乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快,是因为光照强度增加,光合速率逐渐增大,且光合速率大于呼吸速率,玻璃罩内CO2消耗加快,A项正确;甲图中Ⅲ曲线c点之前净光合速率为负,有机物处于不断消耗状态,ce段净光合速率为正,有机物不断积累,e点时光合速率=呼吸速率,e点后光合速率<呼吸速率,因此植物含有机物最多的时刻在e点;乙图中H点玻璃罩内CO2浓度下降到最低,此时光合速率=呼吸速率,有机物积累量达到最大,B项正确;甲图中Ⅱ曲线表示植物真正光合速率,b、f两点真正光合速率为0,植物只进行呼吸作用;乙图中D、H两点表示光合速率=呼吸速率,C项错误;甲图曲线Ⅲ12点左右d点下降的原因是温度升高使呼吸速率加快,而由Ⅱ曲线可知真正光合速率未下降,因此净光合速率下降,D项正确。
答案 ABD
11.光呼吸途径的存在是植物进化的结果,它能保证自然状态下当环境变化导致气孔关闭时光合作用原料的供应。光呼吸是植物在光的驱动下将光合产物氧化生成CO2和水的生化过程,其和光合作用的关系如图。下列说法错误的是( )
A.光呼吸的发生必须要在有光的条件下,而有氧呼吸则无需在有光条件下
B.光呼吸和有氧呼吸都能分解有机物,产生ATP
C.光呼吸产生的CO2可以作为卡尔文循环的原料
D.光呼吸会损耗掉光合作用产生的O2
解析 光呼吸是植物在光的驱动下将光合产物氧化生成CO2和水的生化过程,所以光呼吸的发生必须要在有光的条件下,而有氧呼吸则无需在有光条件下,A项正确;由题干示意图可知,光呼吸需要消耗ATP,细胞有氧呼吸过程中会产生ATP用于其他生命活动,B项错误;光呼吸产生的CO2可以作为卡尔文循环的原料,C项正确;光呼吸能消耗光合产物中的O2,D项正确。
答案 B
三、非选择题
12.华北地区有玉米和花生间作(间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物)的种植模式。图甲为玉米和花生种子内三种营养物质的含量比例;图乙、丙分别表示玉米、花生单作和间作情况下,光合速率随光照强度改变的变化曲线。回答下列问题:
甲 乙
丙
(1)根据图甲中糖类和脂肪两种营养物质的含量比例,可知 (填“玉米”或“花生”)的种植深度可以浅一些,理由是 。
(2)光补偿点是指植物在一定的光照强度下,光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点是光合速率达到某一光照强度时,再增加光照强度,光合速率不再增大时的光照强度。实验者分析各组光合速率时发现,在玉米、花生间作体系中,玉米、花生的光补偿点、光饱和点也发生了变化:其中玉米通过 ,提高了强光时玉米的光合速率;花生通过 ,提高了弱光时花生的光合速率,从而提升产量,实现间作优势。
(3)玉米植株的高度可达270 cm,花生植株的高度通常为40~45 cm,花生的根系在幼苗期便和根瘤菌建立了共生关系。根据以上信息,分析玉米、花生间作能增产的原因是 (答出2点)。
解析 (1)据图甲可知:玉米中含量最多的化合物是淀粉、其次是蛋白质,脂肪含量最少;花生中含量最多的是脂肪,其次是蛋白质,最少的是淀粉,而脂肪氧化分解时消耗氧气较多,故种植深度为玉米>花生,即种植时花生应该浅一些。(2)据图乙可知,玉米间作与单作相比,光补偿点和饱和点均增高,原因可能是间作可以加大植物之间的空隙,利于通风,二氧化碳供应充分,提高了玉米对二氧化碳的吸收利用率,提高了暗反应速率,因此强光时光合速率提升;花生间作提高了对光的吸收和利用率,提高了弱光时的光反应速率,进而提高了光合速率。(3)结合题干信息“玉米植株的高度可达270 cm,花生植株的高度通常为40~45 cm,花生的根系在幼苗期便和根瘤菌建立了共生关系”,推测玉米、花生间作能增产的原因有:①利用玉米和花生高度不同,高矮间作提高了通风率,提高了整体对光的利用率,进而促进光合作用,实现增产;②花生根系和根瘤菌共生,使花生从土壤中吸收的氮元素减少,维持了土壤养分,进而实现增产。
答案 (1)花生 花生种子中脂肪所占比例高于玉米,花生种子萌发时消耗的氧气多于玉米,故花生适合种植的浅一些 (2)提高光饱和点 降低光补偿点
(3)高矮植株搭配可增加植物对光能的利用;高矮搭配利于空气流通,为植物提供的CO2量增多;根瘤菌能固氮,使花生从土壤吸收的氮元素减少,减弱了与玉米间的竞争
13.(科学探究)智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是 和 等。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整 ,供作物 性吸收无机盐离子。
(2)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物可通过 方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅,作物根部可能出现的症状是 ,其生理原因是 。
(3)如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下,当EB时,限制作物增产的主要外界因素是 。
(4)用适宜浓度的2,4⁃D处理番茄花蕾可提高坐果率。请设计实验方案,确定施用2,4⁃D的最适浓度: 。
解析 (1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是细胞的组成成分,调节植物的生命活动。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整营养液中无机盐的组成和比例,以便供作物选择性吸收无机盐离子。(2)从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,这种方式叫主动运输。营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物可通过主动运输方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅,则根会进行无氧呼吸产生酒精,酒精在细胞内积累,从而毒害植物,这样作物的根部可能出现变黑、腐烂等症状。(3)当E
课时微练(十) 影响光合作用的环境因素及其应用
一、选择题:本题共7小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·绍兴模拟)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是( )
A.过程①产生NADH,过程③消耗NADPH
B.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中
C.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加
D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系
解析 过程①产生的是NADPH,而过程③产生和消耗的是NADH,A项错误;过程①为光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上;过程③为有氧呼吸或无氧呼吸过程,其中有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸发生在细胞质基质,B项错误;若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重不一定增加,因为植物还有部分细胞不能进行光合作用,同时也要通过细胞呼吸消耗有机物,C项错误;过程③中ATP的合成需要消耗能量,往往与放能反应相联系;过程④是ATP的水解,释放能量,往往与吸能反应相联系,D项正确。
答案 D
2.将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )
适宜培养条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A.黑暗条件下,①增大、④减小
B.光强低于光补偿点时,①、③增大
C.光强等于光补偿点时,②、③保持不变
D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大
解析 黑暗条件下,细胞只有呼吸作用,呼吸作用消耗氧气产生的CO2扩散至细胞外,因此①增大、④减小,A项正确;光强低于光补偿点时,即光合作用强度小于呼吸作用强度,此时①增大、③减小,B项错误;光强等于光补偿点时,光合作用强度等于呼吸作用强度,②、③保持不变,C项正确;光强等于光饱和点时,光合作用强度大于呼吸作用强度,②减小、④增大,D项正确。
答案 B
3.图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化,下列说法正确的是( )
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。
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 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,A项错误;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,B项错误;c点时,叶肉细胞只能进行细胞呼吸,故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,C项错误;若a代表CO2释放量,适当提高大气中的CO2浓度,光饱合点增大,e点向右下移动,D项正确。
答案 D
4.我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因,低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白,定位于叶绿体和细胞核。4 ℃低温处理后,Y基因过表达株系比野生型明显耐低温,而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株,4 ℃处理12小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析不合理的是( )
A.Y基因过表达植株的CO2饱和点大于野生型
B.CO2浓度在100~200 μmol·mol-1之间时,三组植株净光合速率随CO2浓度的增加而升高
C.CO2浓度等于250 μmol·mol-1时,若突然增大光照强度,叶绿体内C5将减少
D.CO2浓度大于250 μmol·mol-1时,限制野生型和Y基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光照强度
解析 CO2浓度等于250 μmol·mol-1时,野生型和Y基因敲除植株均已达到了最大净光合速率,此时的限制因素可能是光照强度,若突然增大光照强度,ATP和NADPH产生量增加,使C3的还原速率加快,生成的C5增加,短时间内CO2的固定速率不变,故叶绿体内C5将增加,C项错误。
答案 C
5.红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下,光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,下列叙述正确的是( )
A.光照强度为a时,每日光照12小时,一昼夜后人参干重不变,红松干重减少
B.光照强度在b点之后,限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度
C.光照强度为c时,红松和人参的净光合速率相等
D.若适当增加土壤中无机盐镁的含量,一段时间后B植物的a点左移
解析 光照强度为a时,对于人参(B)而言,光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,白天12小时没有积累有机物,晚上进行呼吸作用消耗有机物,一昼夜干重减少,A项错误;光照强度在b点之后,限制红松(A)P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度,在d点之后,限制其P/R值增大的主要外界因素才是CO2浓度,B项错误;阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低,光照强度为c时,二者的P/R值相同,但呼吸速率不同,故净光合速率不同,C项错误;对于人参(B)而言,a点光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)为1,对应的光照强度为光补偿点。若适当增加土壤中无机盐镁的含量,B植物合成叶绿素增多,达到光补偿点需要的光照强度变小,故一段时间后B植物的a点左移,D项正确。
答案 D
6.在一定的光照强度范围内,植物的光合作用随着光照强度的增强而逐渐增强,同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度称为光补偿点;当达到某一光照强度后,光合速率不再增加,此时的光照强度称为光饱和点。如表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、蜡熟期的光合作用相关数据。下列对表中数据的分析有误的是( )
生长期
光补偿点
(μmol·
m-2·s-1)
光饱和点
(μmol·
m-2·s-1)
最大净光合速
率(μmol CO2·
m-2·s-1)
甲
乙
甲
乙
甲
乙
灌浆期
65
50
1 796
1 886
20.17
28.06
蜡熟期
72
70
1 652
1 405
18.57
13.23
注:灌浆期幼穗开始有机物积累,谷粒内含物呈白色浆状;蜡熟期米粒已变硬,但谷壳仍呈绿色。
A.乙品种水稻的最终产量比甲品种高
B.在灌浆期,甲品种的最大净光合速率比乙小,可积累的有机物也比乙少
C.据表分析随着水稻的逐渐成熟,叶片光合作用会逐渐增强
D.水稻从灌浆期到蜡熟期最大净光合速率的变化可能与叶片的叶绿素含量变化有关
解析 从表中的数据推测,灌浆期幼穗开始有机物积累,而乙品种在灌浆期的最大净光合速率大于甲品种,故乙品种可积累的有机物多,能获得较高产量,A、B两项正确;据表中的数据分析可知,植物由灌浆期到蜡熟期,甲、乙品种的光补偿点增大,光饱和点降低,最大净光合速率均在下降,即水稻叶片在水稻逐渐成熟过程中光合作用逐渐下降,C项错误;叶片的叶绿素含量减少是导致净光合速率下降原因之一,D项正确。
答案 C
7.为探究某绿色植物净光合速率和胞间 CO2浓度的日变化规律,某科研小组在夏季晴朗的一天进行了相关实验,净光合速率与胞间 CO2浓度日变化如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中的虚线表示胞间 CO2浓度,实线表示净光合速率
B.中午11~12时,叶片为避免失水过多,会关闭部分气孔
C.11~13时净光合速率下降的原因可能是胞间CO2浓度降低;15时之后,净光合速率下降的因素不再是胞间CO2浓度
D.9~16 时,该植物有机物含量先增加后逐渐减少
解析 根据曲线在下午15~16时光照强度有所减弱,净光合速率下降可知,题图中的虚线表示胞间CO2浓度,实线表示净光合速率,A项正确;中午11~12时,叶片为避免失水过多,会关闭部分气孔,出现光合午休现象,B项正确;根据胞间CO2浓度的变化曲线可知,11~13时,胞间CO2浓度下降,而光照强度增大,因此该阶段净光合速率下降的原因可能是胞间二氧化碳浓度降低;15时之后,净光合速率下降,同时胞间二氧化碳浓度增大,因此下降的因素不再是胞间二氧化碳浓度,是由于15时之后光照强度逐渐减弱,而影响光合作用强度,C项正确;9~16时,净光合速率均大于0,该植物可不断积累有机物,该植物有机物含量一直增加,D项错误。
答案 D
二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求。
8.中国是生产稻米最多的国家,增加水稻的产量一直是科研人员研究的主要课题。为研究高浓度CO2对水稻光合作用的影响,科研人员测定了两种CO2浓度下处于抽穗期水稻净光合作用速率在不同时间的变化,由图示可以得出( )
A.在11:30之前,限制水稻光合作用的主要环境因素只有光照强度
B.15:30时,两种环境下水稻有机物的生成量大于消耗量
C.11:30时,将水稻从高浓度CO2转移到环境浓度CO2条件下,短时间内水稻叶肉细胞中NADPH含量下降
D.在曲线时间内,高浓度CO2条件下的三碳化合物的生成速率大于环境浓度CO2条件下的
解析 据图可知,在11:30之前,不同浓度的CO2对水稻光合作用的影响不同,故此时刻之前限制因素不只是光照强度,A项错误;据图可知,15:30时,两种环境下水稻的净光合速率>0,故有机物的生成量大于消耗量,B项正确;一定范围内,光反应速率随光照强度增大而增强,据图示无法直接得出高浓度CO2条件下相比环境浓度CO2条件下光反应产生NADPH的速率快的结论,C项错误;据图可知,在曲线时间内,高浓度CO2条件下净光合速率大于环境浓度CO2条件下的,高浓度CO2条件下水稻暗反应速率较快,CO2+C52C3过程较快,故C3合成较多,D项正确。
答案 BD
9.将长势相同的番茄幼苗分成若干组,分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1 h,再光照1 h,测其干重变化,得到如图所示的结果。下列说法正确的是( )
A.32 ℃时光合速率等于呼吸速率
B.在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下,至少需要光照6小时,该番茄幼苗才能正常生长
C.在36 ℃时,番茄幼苗停止进行光合作用
D.28 ℃和30 ℃时光合速率不相等
解析 32 ℃时,暗处理1 h后的重量变化是-4 mg,说明呼吸速率是4 mg/h,光照1 h后与暗处理前的变化是0 mg,说明此条件下光合速率是8 mg/h,光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍,A项错误;据图中信息可知,26 ℃条件下,呼吸速率是1 mg/h,光合速率是3+1+1=5(mg/h),设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下,至少需要光照x小时以上,该番茄幼苗才能正常生长,则有5x-1×24=0,可求出x=4.8 h,B项错误;番茄幼苗开始停止进行光合作用时,植物只进行呼吸作用,消耗有机物,此时光照1 h后的重量变化是暗处理重量变化的二倍,由图可知,此时温度为36 ℃,C项正确;根据曲线可知,28 ℃和30 ℃时光照后与暗处理前的重量变化相同,但是根据曲线可知,28 ℃和30 ℃的呼吸速率不相同。因为,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以28 ℃和30 ℃时的光合速率不相等,D项正确。
答案 CD
10.图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示某一天24小时的温度、某植物真正光合速率、净光合速率变化,图乙中曲线表示放有某植物的密闭玻璃罩内一天24小时的CO2浓度的变化。以下分析正确的是( )
甲
乙
A.乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快是由于光照强度增加
B.植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是e点,在乙图中则是H点
C.植物在甲图中的b、f两点的生理状态与乙图中D、H两点的生理状态相同
D.甲图曲线Ⅲ12点左右d点下降的原因是温度过高,呼吸速率上升使净光合速率下降,但真正光合速率未下降
解析 乙图曲线中EF段玻璃罩内CO2浓度下降加快,是因为光照强度增加,光合速率逐渐增大,且光合速率大于呼吸速率,玻璃罩内CO2消耗加快,A项正确;甲图中Ⅲ曲线c点之前净光合速率为负,有机物处于不断消耗状态,ce段净光合速率为正,有机物不断积累,e点时光合速率=呼吸速率,e点后光合速率<呼吸速率,因此植物含有机物最多的时刻在e点;乙图中H点玻璃罩内CO2浓度下降到最低,此时光合速率=呼吸速率,有机物积累量达到最大,B项正确;甲图中Ⅱ曲线表示植物真正光合速率,b、f两点真正光合速率为0,植物只进行呼吸作用;乙图中D、H两点表示光合速率=呼吸速率,C项错误;甲图曲线Ⅲ12点左右d点下降的原因是温度升高使呼吸速率加快,而由Ⅱ曲线可知真正光合速率未下降,因此净光合速率下降,D项正确。
答案 ABD
11.光呼吸途径的存在是植物进化的结果,它能保证自然状态下当环境变化导致气孔关闭时光合作用原料的供应。光呼吸是植物在光的驱动下将光合产物氧化生成CO2和水的生化过程,其和光合作用的关系如图。下列说法错误的是( )
A.光呼吸的发生必须要在有光的条件下,而有氧呼吸则无需在有光条件下
B.光呼吸和有氧呼吸都能分解有机物,产生ATP
C.光呼吸产生的CO2可以作为卡尔文循环的原料
D.光呼吸会损耗掉光合作用产生的O2
解析 光呼吸是植物在光的驱动下将光合产物氧化生成CO2和水的生化过程,所以光呼吸的发生必须要在有光的条件下,而有氧呼吸则无需在有光条件下,A项正确;由题干示意图可知,光呼吸需要消耗ATP,细胞有氧呼吸过程中会产生ATP用于其他生命活动,B项错误;光呼吸产生的CO2可以作为卡尔文循环的原料,C项正确;光呼吸能消耗光合产物中的O2,D项正确。
答案 B
三、非选择题
12.华北地区有玉米和花生间作(间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物)的种植模式。图甲为玉米和花生种子内三种营养物质的含量比例;图乙、丙分别表示玉米、花生单作和间作情况下,光合速率随光照强度改变的变化曲线。回答下列问题:
甲 乙
丙
(1)根据图甲中糖类和脂肪两种营养物质的含量比例,可知 (填“玉米”或“花生”)的种植深度可以浅一些,理由是 。
(2)光补偿点是指植物在一定的光照强度下,光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点是光合速率达到某一光照强度时,再增加光照强度,光合速率不再增大时的光照强度。实验者分析各组光合速率时发现,在玉米、花生间作体系中,玉米、花生的光补偿点、光饱和点也发生了变化:其中玉米通过 ,提高了强光时玉米的光合速率;花生通过 ,提高了弱光时花生的光合速率,从而提升产量,实现间作优势。
(3)玉米植株的高度可达270 cm,花生植株的高度通常为40~45 cm,花生的根系在幼苗期便和根瘤菌建立了共生关系。根据以上信息,分析玉米、花生间作能增产的原因是 (答出2点)。
解析 (1)据图甲可知:玉米中含量最多的化合物是淀粉、其次是蛋白质,脂肪含量最少;花生中含量最多的是脂肪,其次是蛋白质,最少的是淀粉,而脂肪氧化分解时消耗氧气较多,故种植深度为玉米>花生,即种植时花生应该浅一些。(2)据图乙可知,玉米间作与单作相比,光补偿点和饱和点均增高,原因可能是间作可以加大植物之间的空隙,利于通风,二氧化碳供应充分,提高了玉米对二氧化碳的吸收利用率,提高了暗反应速率,因此强光时光合速率提升;花生间作提高了对光的吸收和利用率,提高了弱光时的光反应速率,进而提高了光合速率。(3)结合题干信息“玉米植株的高度可达270 cm,花生植株的高度通常为40~45 cm,花生的根系在幼苗期便和根瘤菌建立了共生关系”,推测玉米、花生间作能增产的原因有:①利用玉米和花生高度不同,高矮间作提高了通风率,提高了整体对光的利用率,进而促进光合作用,实现增产;②花生根系和根瘤菌共生,使花生从土壤中吸收的氮元素减少,维持了土壤养分,进而实现增产。
答案 (1)花生 花生种子中脂肪所占比例高于玉米,花生种子萌发时消耗的氧气多于玉米,故花生适合种植的浅一些 (2)提高光饱和点 降低光补偿点
(3)高矮植株搭配可增加植物对光能的利用;高矮搭配利于空气流通,为植物提供的CO2量增多;根瘤菌能固氮,使花生从土壤吸收的氮元素减少,减弱了与玉米间的竞争
13.(科学探究)智能温室无土栽培作物,易于管理,优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是 和 等。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整 ,供作物 性吸收无机盐离子。
(2)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物可通过 方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅,作物根部可能出现的症状是 ,其生理原因是 。
(3)如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下,当E
(4)用适宜浓度的2,4⁃D处理番茄花蕾可提高坐果率。请设计实验方案,确定施用2,4⁃D的最适浓度: 。
解析 (1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是细胞的组成成分,调节植物的生命活动。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同,所以应视具体情况调整营养液中无机盐的组成和比例,以便供作物选择性吸收无机盐离子。(2)从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,这种方式叫主动运输。营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低,植物可通过主动运输方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅,则根会进行无氧呼吸产生酒精,酒精在细胞内积累,从而毒害植物,这样作物的根部可能出现变黑、腐烂等症状。(3)当E
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