【备考2026】生物学高考一轮同步基础练--课时规范练16　光合作用的影响因素及其应用（含解析）

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课时规范练16　光合作用的影响因素及其应用
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一　探究环境因素对光合作用强度的影响
1.(2024·海口模拟)如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置,氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是(　　)
A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
B.用单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量
D.拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点
2.图甲为研究光合作用的实验装置,用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆形小叶片,再用气泵抽出气体直至叶片沉底,然后将等量的圆形小叶片转至不同温度的相同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图乙)。下列相关叙述错误的是(　　)
甲
乙
A.利用图甲装置,可研究CO2浓度对该植物光合速率的影响
B.圆形小叶片上浮至液面的时间可反映圆形小叶片释放O2的速率大小
C.图乙ab段说明随着水温的增加,净光合速率逐渐增大
D.通过图乙能确定影响总光合速率的最适温度在bc之间
考点二　影响光合作用的因素及其应用
3.(2024·湖南衡阳模拟)下列有关光合作用原理和应用的叙述,错误的是(　　)
A.叶绿体中光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧和H+
B.在暗反应阶段中,从外界吸收进来的二氧化碳,不能直接被NADPH还原
C.提高白天与夜间的温度,有利于增加大棚蔬菜产量
D.适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度
4.(2024·广东七校联考)甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.CO2浓度为200 μL/L时,限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度
B.CO2浓度为400 μL/L时,甲、乙植物的总光合速率相等
C.CO2浓度为500 μL/L时,甲植物水的光解能力强于乙植物
D.与甲植物相比,乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
5.(2024·兰州一中质检)下列关于农业生产措施及其作用对应关系一致的是(　　)
选项 措施 作用
A. 在甘蔗生长后期除去下部部分老叶 降低呼吸作用,增加有机物积累
B. 合理密植 提高光合速率,提高作物产量
C. 温室及时通风 促进作物吸收利用O2
D. 适时适度松土 促进作物根系对有机营养物质及无机盐离子的吸收
6.(2024·河南安阳模拟)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种植物隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图1、图2所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
图1
图2
A.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
7.(2024·北京通州区检测)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
关键能力提升练
8.(2024·湖南常德模拟)图甲为某阳生植物在不同温度条件下CO2吸收或产生速率的变化曲线,图乙为该植物叶片不同光照强度条件下CO2吸收量的变化曲线[单位均为:mmoL/(cm2·h)]。下列叙述不正确的是(　　)
甲
乙
A.温度为30 ℃和40 ℃时,该植物叶绿体消耗CO2的速率相等
B.该植物在光照强度为1 klx时,只要白天时间比晚上长,即可正常生长
C.如果换成阴生植物,图乙中的D点一般要左移
D.图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度
9.(多选)(2024·黑龙江哈尔滨模拟)为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用,研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度,然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组,通过不同遮光处理一周后,测得结果如下表所示。下列分析不正确的是(　　)
处理 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量/(mg·g-1) 净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
无遮光处理(A组) 1 292.7 40.9 25.4
红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2
A.导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光的波长
B.A、B、C、D四组棉花中,D组棉花光合速率最高
C.将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下,叶绿体中生成NADPH最多的是C组
D.雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
10.(多选)(2024·辽宁鞍山模拟)某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究,在最适温度下进行相关实验(图一实验是在黑暗中进行的),结果如图一、图二所示。下列相关分析错误的是(　　)
图一
图二
A.图一中呼吸底物为葡萄糖且O2浓度为a时,O2的吸收量等于CO2的释放量
B.植物细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时,分解葡萄糖时释放的能量中大部分以热能的形式散失
C.在光合作用最适温度下适当升温,若细胞呼吸速率增大,光补偿点可能右移
D.图二中g点时甲品种的叶肉细胞叶绿体产生的葡萄糖进入线粒体进行呼吸作用
11.(13分)(2024·广东阶段模拟)大气中CO2浓度升高及其带来的温室效应给植物的适应和进化带来极大的挑战。为探究CO2浓度对植物生长发育的影响,科学家用银杏进行了如下实验。回答下列问题。
(1)为探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,研究人员将银杏分别置于CO2浓度为700 μmol/mol(实验组)和370 μmol/mol(对照组)的气室中培养。在第1生长季(0~100 d)和第2生长季(360~450 d)分别测定银杏叶片净光合速率和叶绿素含量的变化,如图所示。
①叶绿体中光合色素吸收的光能,一部分将水分解为氧并形成NADPH,NADPH在暗反应中的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
②根据图中的实验结果,在第1生长季中,主要因为　　　　　　　　　　　　　,所以实验组净光合速率高于对照组。
③叶绿素含量　　　(填“是”或“不是”)限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素,判断依据是　 　　　　　　。
(2)另有研究表明,大气CO2浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸腾速率分别降低了46.2%、25.0%,净光合速率提高32.6%,结合以上实验结果和数据,分析大气CO2浓度短期倍增对银杏叶片的光合作用的影响是 　　　　　　。
(3)你认为能否依据本实验的研究,预测大气CO2浓度升高对未来植物生长发育的影响吗 　　　　　　。
12.(14分)(2024·山东卷)从开花至籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度/(μmol CO2·mol-1) 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度/(mol H2O·m-2·s-1) 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有　　　　　　　。结合细胞分裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是　 　　　　　　。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14天后突变体的光饱和点　　　　(填“高”或“低”),理由是　 　　　　　　。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉含量低的原因是 　　　　　　。
参考答案
课时规范练16　光合作用的影响因素及其应用
必备知识基础练
1.C　解析 氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量,即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值,C项错误。
2.D　解析 图甲装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度来研究CO2浓度对圆形小叶片光合速率的影响,A项正确;圆形小叶片上浮的原因是光合作用产生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量,细胞释放O2越多,产生浮力越大,因此圆形小叶片上浮至液面所需时间可反映圆形小叶片净光合速率的大小,B项正确;ab段曲线表示随着水温的增加,圆形小叶片上浮至液面所需要的时间缩短,说明O2产生速率加快,净光合速率逐渐增大,C项正确;由图乙可知,在bc温度范围内,圆形小叶片的净光合速率最大,所以净光合速率对应的最适温度在bc段,但总光合速率=净光合速率+呼吸速率,而各温度下圆形小叶片的呼吸速率未知,所以无法确定总光合速率的最适温度,D项错误。
3.C　解析 在暗反应阶段中,从外界吸收进来的二氧化碳先与C5结合生成C3,接着C3被还原,即从外界吸收进来的二氧化碳,不能直接被NADPH还原;白天适当提高温度,有利于光合作用的进行,晚上适当降低温度,降低呼吸速率,从而增加大棚蔬菜产量;“光合午休”是由中午光照过强,温度过高,蒸腾作用过于旺盛,部分气孔关闭导致二氧化碳供应不足引起的,故适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度。
4.C　解析 CO2浓度为200 μL/L时,甲植物未达到CO2饱和点,此时限制其光合速率的主要因素为CO2浓度,而乙植物已达到CO2饱和点,此时限制其光合速率的因素主要是光照强度或温度等,A项错误;CO2浓度为400 μL/L时,甲、乙植物的净光合速率相等,由两条曲线与纵轴的交点可知,二者的呼吸速率不相等,故二者的总光合速率不相等,B项错误;CO2浓度为500 μL/L时,甲植物的总光合速率大于乙植物,故甲植物的光反应中水的光解能力强于乙植物,C项正确;图中甲植物CO2饱和点大于乙植物,且高浓度CO2情况下其光合作用速率更高,故甲植物更适合在高CO2浓度条件下生存,D项错误。
5.A　解析 随着甘蔗茎的伸长,基部叶片自下而上逐渐枯黄,在甘蔗生长后期除去下部部分枯黄老叶,可降低甘蔗植株的呼吸作用,减少有机物的消耗,有利于有机物的积累,A项符合题意;合理密植,适当增大种植密度,有利于增大光合作用面积,但不能提高光合速率,B项不符合题意;温室通风有利于作物吸收利用CO2,C项不符合题意;植物根系细胞吸收无机盐的方式是主动运输,需要细胞代谢供能,适时适度松土能保持土壤的通气性,促进植物根部细胞进行有氧呼吸,从而促进植物根系吸收无机盐离子,高等植物属于自养型生物,不从外界吸收有机营养物质,D项不符合题意。
6.A　解析 据图2分析可知,曲线与横坐标的交点(即光补偿点)代表光合作用与呼吸作用速率相等,此点之后植物开始积累有机物,因此大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,A项正确;与单作相比,间作时桑树光合作用的光饱和点较大,而大豆的光饱和点小,B项错误;由图1、图2可知,大豆在弱光时间作的光合速率比单作高,C项错误;由图2可知,大豆间作时呼吸速率比单作时小,D项错误。
7.B　解析 曲线代表总光合作用强度,该植物叶片的呼吸强度未知,A项错误;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项错误;突然降低温度,光合速率降低,D点会向左下方移动,D项错误。
关键能力提升练
8.B　解析 据图甲分析,温度为30 ℃时,叶绿体消耗CO2的速率为2+8=10,温度为40 ℃时,叶绿体消耗CO2的速率为5+5=10,A项正确;该植物在光照强度为1 klx时,叶片光合速率等于呼吸速率,对整株植株而言光合速率小于呼吸速率,即使一直光照,植株也不能正常生长,B项错误;如果换成阴生植物,所需光照强度减弱,因此一般图乙中D点左移,C项正确;图乙中C、D、E三点表明随光照强度增加光合速率增加,即影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度,D项正确。
9.ABC　解析 不同的透光膜透过的光的波长不同,光照强度不同,进而导致了净光合作用不同,故导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长,A项错误;由于不同环境中棉花植株的呼吸速率未知,故无法判断哪种透光膜下棉花的光合速率最高,B项错误;不同的处理条件下,D组处理下棉花叶的叶绿素含量最高,故推测将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下,D组吸收的光能最多,光合作用最强,叶绿体中生成NADPH最多,C项错误;根据B、C、D三组实验结果可知,黄色透光膜下,棉花叶的净光合作用更强,故推测雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长,D项正确。
10.AD　解析 无氧呼吸不吸收O2,只释放CO2,有氧呼吸吸收的O2量和释放的CO2量相等,图一中呼吸底物为葡萄糖且O2浓度为a时,有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,O2的吸收量小于CO2的释放量,A项错误;植物细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时,分解葡萄糖时释放的能量中大部分以热能的形式散失,小部分用于形成ATP,B项正确;在光合作用最适温度下适当升温,若细胞呼吸速率增大,则需要更大的光照强度才能达到光补偿点,所以光补偿点可能右移,C项正确;葡萄糖不能进入线粒体,D项错误。
11.答案 (1)作为还原剂和提供能量　实验组的CO2浓度高于对照组　不是　第2生长季对照组和实验组的叶绿素含量均上升且最终高于第1生长季,但实验组第2生长季的净光合速率比第1生长季低,对照组的2个生长季净光合速率差异不大
(2)短期大气CO2浓度升高,银杏叶片内部CO2浓度增加,气孔部分关闭而使气孔导度下降,进而使蒸腾速率下降,银杏叶片对水分利用率提高,有利于光反应和暗反应的进行,从而促进银杏叶片的光合作用
(3)不能,对绝大多数植物来说,大气CO2浓度上升对植物的影响是一个长期的过程,而人工控制实验进行的时间较短,只能反映CO2浓度升高对植物的短期影响
解析 (1)①暗反应中在有关酶的催化作用下,C3接受光反应产生的NADPH和ATP释放的能量,并且被NADPH还原,进而合成有机物,所以NADPH在暗反应中的作用是作为还原剂和提供能量。
②本实验的目的是探究大气CO2浓度上升对银杏叶片光反应的影响,实验的自变量是CO2浓度和处理时间,实验结果显示在第1生长季,实验组银杏叶片净光合速率明显高于对照组,而二者叶绿素含量基本相同,则据此推测,是由于实验组的CO2浓度高于对照组,CO2浓度上升促进了暗反应进而促进了光合速率的增加,所以实验组净光合速率高于对照组。
③结合图示可知,第2生长季对照组和实验组的叶绿素含量均上升且最终高于第1生长季,但与第1生长季相比,实验组第2生长季的净光合速率反而下降,对照组2个生长季的净光合速率差异不大,因此叶绿素含量不是限制第2生长季银杏叶片净光合速率的主要因素。
(2)大气CO2浓度短期倍增使银杏叶片气孔导度和蒸腾速率都降低了,而净光合速率提高了,说明短期大气CO2浓度升高,银杏叶片内部CO2浓度增加,而气孔部分关闭使气孔导度下降,进而使蒸腾速率下降,但银杏叶片对水分利用率提高,有利于光反应和暗反应的进行,从而促进银杏叶片的光合作用。
(3)不能依据本实验的研究预测大气CO2浓度升高对未来植物生长发育的影响,因为对于绝大多数植物来说,大气CO2浓度上升对植物的影响是一个长期的过程,而人工控制实验进行的时间较短,只能反映CO2浓度升高对植物的短期影响。
12.答案 (1)ATP和NADPH　突变体细胞分裂素合成更多,促进叶绿素的合成
(2)高　开花14天后突变体气孔导度大于野生型,但胞间CO2浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光照强度更大
(3)突变体的蔗糖转化酶活性高,更多的蔗糖被分解成单糖,运输到籽粒中的蔗糖减少
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