浙科版高考生物一轮复习作业14影响光合作用的因素及应用含答案

这是一份浙科版高考生物一轮复习作业14影响光合作用的因素及应用含答案，共11页。试卷主要包含了093，69等内容，欢迎下载使用。
1.(2023浙江金华十校模拟)植物在光照、高氧及低二氧化碳情况下可以发生五碳化合物与氧气结合而阻止碳反应的过程。为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的甲、乙两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲叶片是树冠下层叶,乙叶片是树冠上层叶
B.实验选材时,所选取的甲、乙两种叶片面积必须相同
C.A、B两点,相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等
D.C、D两点,相同面积的甲叶片的叶绿体释放氧气速率可能相等
2.如图表示温度对野生型小麦光合作用与细胞呼吸的影响,已知其他条件相同且适宜,下列叙述正确的是( )
A.P点时表示植物的光合速率等于呼吸速率
B.在温度5~30 ℃的区间,温度是限制光合作用的主要因素
C.P点时若突然降低光照,短时间内三碳酸的含量下降
D.若昼夜等长且不考虑温度的变化,25 ℃时该野生型小麦有机物积累速度最快
3.(2023浙江温州二模)德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究,他的办法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦尔堡的实验:分离出某植物的叶绿体,让叶绿体交替接受5 s光照、5 s黑暗处理,持续进行20 min,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化,部分实验记录如下图所示。
下列分析正确的是( )
A.AC段为光反应阶段,CE段为碳反应阶段
B.S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量,且S1=S3
C.由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测,光反应速率与碳反应速率始终相等
D.与“间歇光”20 min相比,持续光照20 min处理的叶绿体有机物合成总量更多
4.植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
图1
图2
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中,需定时向营养液通入空气,目的是 。除通气外,还需更换营养液,其主要原因是 。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜,选用红蓝光的依据是 。生菜成熟叶片在不同光强度下光合速率的变化曲线如图1,培植区的光强度应设置在 点所对应的光强度;为提高生菜产量,可在培植区适当提高CO2浓度,该条件下B点的移动方向是 。
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14 h/10 h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响,结果如图2,光合作用最适温度比细胞呼吸最适温度 ;若将培植区的温度从T5调至T6,培植24 h后,与调温前相比,生菜植株的有机物积累量 。
5.中华尖头藻(蓝细菌的一种)在我国分布广泛,工业污水中含有的重金属铅(Pb)会对其生长造成不利影响。用含不同浓度的PbCl2溶液处理一段时间后,测得中华尖头藻细胞总光合速率、总光合色素含量和呼吸速率的相对值数据如图。据图分析,回答下列问题。
(1)中华尖头藻进行光反应的场所是 。测定某种色素在不同波长下的吸光率,可绘制该色素的 。有的植物细胞中会有多种色素,呈现红色的色素可能存在于 (填细胞器)中。
(2)为保证实验结果科学有效,用不同浓度PbCl2溶液处理中华尖头藻时,除了要控制温度、水分、光强度等环境条件相同且适宜外,还需控制的无关变量有 。
(3)在实验设置的浓度范围内,中华尖头藻净光合速率的变化趋势是 。金属铅影响中华尖头藻总光合速率变化的主要原因可能有 。(至少答出2点)
(4)研究发现,受到轻度有害物质刺激时,中华尖头藻通过加快细胞呼吸来补偿生理上受到的损害,以适应有害物质的刺激,称为伤呼吸。据图分析,能刺激中华尖头藻发生伤呼吸的Pb2+浓度范围是 ,而超过这一范围伤呼吸就不能发生,这说明植物的适应性能力具有 。
6.(2024浙江宁波模拟)柑橘潜叶蛾是一种以幼虫潜入柑橘类嫩叶、嫩梢表皮下组织进行危害的昆虫。在晴朗的夏季,有人研究柑橘潜叶蛾幼虫对某种柚子叶片光合作用的影响,获得如下数据。
注:蒸腾速率是指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
回答下列问题。
(1)本实验的实验组为 ,判断依据是其 较小。研究者利用红光和蓝紫光作为植物生长的光源,它们能被叶绿体中的 吸收。选取实验材料时应取相同位置的叶片,以减少 。
(2)CO2是 循环的原料。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高,推测CO2固定量较 。除了本实验涉及的因素外, (答出两点即可)也是影响光合作用强度的环境因素。
(3)结合实验数据分析,夏季实验组柚子叶片极易卷曲的原因可能是 。
由实验结果可知,叶片被柑橘潜叶蛾危害后,其水分利用效率(水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率) 。故被柑橘潜叶蛾危害的柚子需及时除虫,适时 ,有助于其抵抗干旱环境。
B组 素能培优
7.(2024浙江温州一模)低温冷害是我国北方玉米高产的主要限制因素。为研究低温胁迫下PKN(一种抗冷剂)处理对玉米幼苗光合作用的影响,结果如图所示。
注:净光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO2量;所测数据来源于玉米第3片展开叶。
回答下列问题。
(1)冷害会导致叶片缺绿或黄化,可能原因是低温使叶绿素分解加速或 。叶绿素在光合作用中具有 的作用,通过光反应将化学能贮存于 中。为测定叶绿素的含量,可使用打孔器打出叶圆片置于小烧杯中,加入10 mL 避光提取,48 h后,在特定波长下测定光的吸收率。
(2)据图可知,PKN具有减缓净光合速率下降的作用,具体表现在 。
从第3天开始,净光合速率降低的主要原因可能是低温造成 ,导致CO2固定速率降低、胞间CO2浓度升高。
(3)进一步研究表明,用红光与远红光交替处理会影响玉米开花,这主要与叶片细胞的 接收光信号有关;受到冷害后,玉米植株的乙烯和 含量会明显增加,后者可引起气孔 ,增强抗冷性。
8.(2023浙江温州二模)水稻占我国粮食作物种植面积的20%以上,其一生重要的生长期可分为苗期、分蘖期、抽穗期、扬花期(开花授粉期)、灌浆期(种子形成期)和收割期等。某科研小组以杂交水稻品种M的顶叶为研究对象,测得大田环境中各主要生长期顶叶的最大净光合速率、叶绿素含量及干物质分配率,结果如下表所示。
注:FW表示鲜重;干物质分配率表示叶片留存的光合产物占光合产物总积累量的百分比,“—”表示不统计。
回答下列问题。
(1)叶绿素含量的测定:先用95%乙醇等有机溶剂 叶绿体中的光合色素,再根据各种色素的吸收光谱特点,选择在 (A.红光 B.蓝紫光 C.红光或蓝紫光 D.红光和蓝紫光)条件下测得光的吸收率,最后通过计算,用 中含有多少叶绿素来定量表示。
(2)顶叶达到最大光合速率时所需的最小光强度称为 。据表分析,分蘖期顶叶最大净光合速率最高,积累的有机物主要用于 ;灌浆期顶叶干物质分配率低的主要原因是 。
(3)该科研小组使用OTC气候室模拟大气CO2浓度升高的环境,与大气CO2浓度对照,测得杂交水稻品种M顶叶的光合速率随光强度的变化情况如图所示,每天以光照12 h计算,一天中A、B两点积累的有机物之比为 ;该科研小组使用OTC气候箱可模拟因大气CO2浓度上升导致 ,进而对农业生产能力可能带来的影响。
(4)综上分析,以下有利于提高水稻光合速率从而提高水稻产量的措施有 。
A.苗期合理密植
B.定期施用农家肥
C.扬花期施用生长素
D.一年种植两季或三季
答案：
1.B 据图分析,与乙叶片相比,甲叶片达到最大净光合速率所需的光强度小,可以推断甲叶片是树冠下层叶,乙叶片是树冠上层叶,A项正确;该实验的自变量是光强度和树冠不同层的叶片,因变量是净光合速率,用单位时间、单位面积CO2吸收量来表示,所以实验选材时,所选取的甲、乙两种叶片面积可以不同,B项错误;A、B两点分别代表下层叶和上层叶的光补偿点,甲和乙的呼吸速率分别为2 μml·m-2·s-1和5 μml·m-2·s-1,可见在A、B两点,相同面积的甲、乙两种叶片的叶绿体吸收CO2速率不相等,C项正确;由题可知,植物细胞中五碳化合物可与氧气结合而阻止碳反应,C点植物碳反应可能被抑制,有机物生成量减少,而光反应未被抑制,因此C、D两点相同面积的甲叶片的叶绿体释放氧气速率(总光合速率)可能相等,D项正确。
2.B 图中虚线表示呼吸速率,实线表示净光合速率,P点时表示植物的净光合速率等于呼吸速率,A项错误;总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由图中数据可知,在温度5~30 ℃的区间,光合速率可分别表示为1.5、2.5、3.5、4.75、6、6.5,随温度升高,光合速率增大,说明温度是限制光合作用的主要因素,B项正确;若突然停止光照,则光反应产生的NADPH和ATP减少,会使碳反应中三碳酸的消耗量减少,故短时间内三碳酸的含量会升高,C项错误;若昼夜等长的话,野生型小麦一天积累有机物的量=12×净光合速率-12×呼吸速率=12×(净光合速率-呼吸速率),则20 ℃时该野生型小麦有机物积累速度最快,D项错误。
3.D 光反应阶段需要光照,碳反应阶段不需要光直接参加,AC段既有光反应也有碳反应,CE段在黑暗开始之前也有光反应,黑暗开始之后,只有碳反应,没有光反应,A项错误;图中虚线表示O2的释放速率的变化,实线表示CO2吸收速率的变化,在一个光周期内,二者从开始的0经过一段时间的反应以后又变为0,结合光合作用的总反应式来看,在一个光周期内释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量是相等的,即S1+S2=S2+S3,所以S1=S3,但是S1不能代表光反应释放的O2总量,S3也不能代表碳反应吸收的CO2总量,B项错误;从图中开始光照的点来看,O2的释放速率明显大于CO2吸收速率,也就是碳反应速率限制了光反应的速率,所以才会导致O2的释放速率下降,C项错误;从一个光周期来看,“间歇光”在一个光周期内光反应的产物恰好能被碳反应利用,如果用面积来表示,恰好是S1+S2或S2+S3,如果是持续光照,那么光反应与碳反应达到平衡时反应速率保持相等,也就是图中的CD段,把CD段延长以后能看出,持续光照20 min叶绿体释放的O2总量明显大于“间歇光”,即持续光照20 min处理的叶绿体有机物合成总量更多,D项正确。
4.答案 (1)促进生菜根部细胞呼吸 为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量 B 右上方
(3)低 减少
5.答案 (1)细胞膜(或光合膜) 吸收光谱 液泡、叶绿体
(2)中华尖头藻数量、中华尖头藻生长状况等
(3)先减小再增大 影响光合作用相关酶的活性、使光合色素含量降低或破坏光合膜结构
(4)0~15×10-6ml/L 一定限度
解析 (1)中华尖头藻是原核生物,无叶绿体,其光反应的场所是细胞膜。测定某种色素在不同波长下的吸光率,可绘制该色素的吸收光谱。含有色素的细胞器有液泡和叶绿体,有的植物细胞中会有多种色素,呈现红色的色素可能存在于液泡和叶绿体中。
(2)为保证实验的准确性,实验过程中应该保持各无关变量相同且适宜,如培养温度、水分、光强度、中华尖头藻的数量和生长发育状况等。
(3)根据图示,Pb2+浓度高于10×10-6ml/L后,总光合速率和细胞呼吸速率都在下降,净光合速率=总光合速率-呼吸速率,呼吸速率下降趋势大于总光合速率,两者差值逐渐增大,净光合速率逐渐增大,所以在实验设置的浓度范围内,中华尖头藻净光合速率的变化趋势是先减小再增大。金属铅影响光合作用相关酶的活性,结合题图分析,金属铅增加会使光合色素含量逐渐降低,影响光合作用光反应阶段,从而影响光合作用。
(4)受到轻度有害物质刺激时,中华尖头藻发生伤呼吸,该细胞呼吸强度应该大于无刺激时的细胞呼吸强度,则能刺激中华尖头藻发生伤呼吸的Pb2+浓度范围是0~15×10-6ml/L,超过这一范围中华尖头藻呼吸强度减弱,说明植物的适应能力有一定限度。
6.答案 (1)甲组 净光合速率 光合色素(或“叶绿素和类胡萝卜素”或“类囊体”) 实验误差
(2)卡尔文 少 温度、无机营养
(3)气孔导度与蒸腾速率都高于正常的植株叶片,说明受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降,叶片缺水卷曲 降低 浇水
解析 (1)分析表格,甲组植株净光合速率较乙组低,说明甲组植株被柑橘潜叶蛾幼虫入侵,因而甲组为实验组,乙组为对照组。叶绿体中的光合色素有叶绿素(叶绿体a、叶绿体b)和类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素),主要存在于类囊体膜中,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。选取实验材料时应取相同位置的叶片,以减少实验误差。
(2)CO2主要在叶绿体基质中参与光合作用的碳反应,是卡尔文循环的原料。甲组胞间CO2浓度和气孔导度都较高,说明其CO2固定量较少。影响光合作用强度的环境因素除胞间CO2浓度、气孔导度外,还有温度、无机营养、光强度等。
(3)分析表格可知,甲组的气孔导度和蒸腾速率都高于正常的植株叶片,因而推测甲组蒸腾失水较乙组多,即受侵害叶片蒸腾耗水的调控能力下降,导致叶片缺水卷曲。水分利用效率=净光合速率/蒸腾速率,叶片被柑橘潜叶蛾危害后,净光合速率下降,蒸腾速率上升,因而其水分利用效率降低。对被柑橘潜叶蛾危害的柚子,要及时除虫,适时浇水,以帮助于其抵抗干旱环境。
7.答案 (1)(叶绿素)合成受阻 吸收、传递和转化光能 ATP和NADPH 95%乙醇或无水乙醇
(2)减缓叶绿素含量和气孔导度的下降 叶绿体结构破损或光合作用相关酶活性降低
(3)光敏色素 脱落酸 关闭
解析 (1)叶绿素可以使叶片呈绿色,但叶绿素易受温度影响,冷害会导致叶片缺绿或黄化,可能原因是低温使叶绿素分解加速或合成受阻;叶绿素属于光合色素,在光合作用中具有吸收、传递和转化光能的作用;光反应过程产生的ATP和NADPH可储存化学能;光合色素易溶于有机溶剂,故可用95%乙醇或无水乙醇避光提取,48 h后,在特定波长下测定光的吸收率。
(2)叶绿素可参与光反应过程,而气孔是碳反应过程中CO2进入细胞的通道,据图可知,PKN具有减缓净光合速率下降的作用,具体表现在减缓叶绿素含量和气孔导度的下降;酶活性的发挥需要适宜温度,故从第3天开始,净光合速率降低的主要原因可能是低温造成叶绿体结构破损或光合作用相关酶活性降低,导致CO2固定速率降低、胞间CO2浓度升高。
(3)植物细胞中能够接收光信号的物质是光敏色素;脱落酸是一种逆境激素,受到冷害后,玉米植株的乙烯和脱落酸含量会明显增加,脱落酸能够引起气孔关闭,增强抗冷性。
8.答案 (1)提取 A 单位质量(鲜重)叶片
(2)光饱和点 自身叶片的生长 更多有机物运输至种子(或果实)中
(3)4∶3 温室效应
(4)AB
解析 (1)叶绿素等光合色素是脂溶性物质,可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,为了排除类胡萝卜素会吸收蓝紫光的干扰,应选择在红光条件下测定吸光率,根据吸收光谱曲线计算出提取液中叶绿素总浓度后,再换算成单位质量(鲜重)叶片的叶绿素含量进行定量表示。(2)植物达到最大光合速率时所需的最小光强度称为光饱和点。由题表分析,分蘖期顶叶干物质分配率最高,即叶片留存的光合产物占光合产物总积累量的比例最高,所以分蘖期有机物主要用于自身叶片的生长(即顶叶的生长)。灌浆期需要将更多的有机物运输至种子(或果实)中,以促进种子(或果实)的生长,所以灌浆期顶叶干物质分配率低。(3)每天以光照12 h计算,A点12 h光照积累的有机物相对值为25×12,12 h黑暗消耗的有机物相对值为5×12,所以一天中A点积累的有机物相对值为25×12-5×12=240;B点12 h光照积累的有机物相对值为20×12,12 h黑暗消耗的有机物相对值为5×12,所以一天中B点积累的有机物相对值为20×12-5×12=180;一天中A、B两点积累的有机物之比为240∶180=4∶3。(4)合理密植可充分利用光能,并减少叶片之间的相互遮挡,有利于提高光合速率;农家肥可被土壤微生物分解为无机盐和二氧化碳,供水稻利用,有利于提高光合速率;扬花期施用生长素与提高光合速率无关;一年种植两季或三季水稻可提高光合总量,但不会提高光合速率。组别
净光合速率(μml·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μml·ml-1)
气孔导度(ml·m-2·s-1)
蒸腾速率(mml·m-2·s-1)
甲
3.578
304.5
0.093
4.03
乙
8.632
90.56
0.051
2.97
生长期
最大净光合速率(μmlCO2·m-2·s-1)
叶绿素含量(mg·g-1FW)
干物质分配率/%
分蘖期
29.69
3.81
65.39
抽穗期
17.40
3.74
24.94
灌浆期
18.65
4.30
14.52
收割期
7.73
1.90
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