2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练14　光合作用的影响因素及其应用（含答案）

这是一份2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练14　光合作用的影响因素及其应用（含答案），共10页。试卷主要包含了31等内容，欢迎下载使用。
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.(2025·江苏南京二模)某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验,实验装置如下图。下列叙述错误的是( )
A.该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响
B.去掉单色滤光片后,短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低
C.利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率
D.该装置测得的O2释放速率会随时间推移逐渐减小至0
2.(2026·福建厦门模拟)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.菠菜叶圆片进行光合作用时主要吸收蓝紫光和红光
B.该实验中,较高浓度的NaHCO3溶液有利于叶片进行光合作用
C.四组实验中,2.0%NaHCO3溶液中叶圆片的光合速率最小
D.若提高实验温度,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长
考点二 光合作用的影响因素及其应用
3.(2026·黑龙江齐齐哈尔模拟)下列关于光合作用原理应用的叙述,错误的是( )
A.合理密植有利于作物对CO2的吸收,进而提高作物产量
B.为提高大棚蔬菜的产量,一般选用透明塑料薄膜覆盖大棚
C.适时进行灌溉可缓解夏季晴天中午植物的“光合午休”现象
D.“通风”是为了确保大田中O2的含量,从而提高作物产量
4.(2026·湖北模拟)在适宜光照和温度条件下,测定不同的细胞间隙CO2浓度下某植物叶肉细胞中C5的相对含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.A→B段,随着细胞间隙CO2浓度的升高,碳的固定加快,C5的消耗增多
B.A→B段,细胞中生成的C3增多,ATP的消耗加快,光合速率随之增强
C.B→C段,C5含量达到相对稳定,此时叶片的实际光合速率等于其呼吸速率
D.由图推测,随着细胞间隙CO2浓度增加,叶片光合速率先增加后保持相对稳定
5.(2025·广东佛山二模)研究人员对茶树幼苗与不同药用植物间作时的光合生理指标进行了研究,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
A.叶绿素含量与光照强度、无机盐含量等因素有关
B.②组茶树气孔导度增加与局部温度降低有关
C.与③组相比,②组茶树光反应速率和暗反应速率均提高
D.④组茶树光合速率降低由CO2供应不足引起
关键能力提升练
6.(2025·湖南三模)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界平均温度约为46.7 ℃。下列相关叙述不正确的是( )
A.在光极限范围内,随着光吸收的增加,光合速率也增大
B.CO2极限时,光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关
C.CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高,C3含量低
D.热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前,光合速率不断增加
7.(11分)(2025·黑吉辽蒙卷)Rubisc是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisc基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。
注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。
(1)Rubisc在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是 。
(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300 μml/ml时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。
(3)研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。
8.(12分)(2025·湖南卷)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料,其化学性质稳定。研究发现,某细菌不能在无氧条件下生长,在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚,并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下,培养某栅藻(真核生物)的过程中,对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40 mg·L-1)的降解情况,开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验,结果如图b。回答下列问题。
图a
图b
(1)栅藻的光合放氧反应部位是 (填细胞器名称)。图a结果表明,对硝基苯酚 栅藻的光合放氧反应。
(2)细菌在利用对硝基苯酚时,限制因子是 。
(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg/L,培养10 min后,推测该培养液pH会 ,培养液中对硝基苯酚相对含量 。
(4)细菌与栅藻通过原始合作,可净化被对硝基苯酚污染的水体,理由是 。
参考答案
必备知识基础练
1.C 解析 在该装置中,可通过改变NaHCO3溶液的浓度来探究CO2浓度对金鱼藻光合作用的影响,也可用不同的单色滤光片来控制光质开展研究,即该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响,A项正确。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,光反应增强,ATP和NADPH含量升高,C3还原速率加快,短时间内C3含量降低,B项正确。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可计算净光合作用速率,但呼吸速率未知,不能直接计算总光合速率,C项错误。该装置处于适宜条件下,随着光合作用的进行,CO2逐渐被消耗,光合速率逐渐降低,当光合速率等于呼吸速率时,氧气释放速率为0,因此测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0,D项正确。
2.C 解析 菠菜叶圆片叶肉细胞的叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,两类光合色素主要吸收蓝紫光和红光,A项正确。由题图可知,该实验中,在一定的浓度范围内,随着NaHCO3浓度的升高,叶片上浮的时间逐渐缩短,说明释放的氧气量逐渐增加,进而表明较高浓度的NaHCO3溶液有利于叶片进行光合作用,B项正确。四组实验中,0.5%NaHCO3溶液组叶圆片上浮需要的时间最长,光合速率最小,C项错误。本实验在适宜温度下进行,若提高实验温度,与光合作用相关酶的活性会下降,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D项正确。
3.D 解析 合理密植可改善通风条件,增加CO2浓度,促进光合作用的暗反应,从而提高作物产量,A项正确。透明塑料薄膜允许各波长可见光透过,有利于植物充分吸收光能进行光反应,B项正确。夏季中午高温导致气孔关闭(CO2供应减少),适时进行灌溉可降低温度、保持湿度,缓解气孔关闭,减轻“光合午休”现象,C项正确。“通风”的主要目的是增加CO2浓度以促进暗反应,而非提高O2含量,D项错误。
4.C 解析 A→B段,随着细胞间隙CO2浓度的升高,CO2与C5结合生成C3的过程(碳的固定)加快,C5的消耗增多,A项正确。A→B段,细胞间隙CO2浓度升高,碳的固定加快,细胞中生成的C3增多,C3还原消耗的ATP也加快,光合速率随之增强,B项正确。B→C段,C5含量达到相对稳定,说明此时碳的固定和C3还原等过程达到动态平衡,但叶片的实际光合速率大于其呼吸速率(只有实际光合速率大于呼吸速率,植物才能积累有机物正常生长),C项错误。由题图可知,随着细胞间隙CO2浓度增加,C5相对含量先快速下降后保持稳定,说明光合速率先增加后保持相对稳定,D项正确。
5.D 解析 光照强度和无机盐均会影响叶绿素的合成,即叶绿素含量与光照强度、无机盐含量等因素有关,A项正确。温度过高会提高蒸腾速率,而植物通过自我调节性适应会使气孔导度下降,据此推测,②组茶树气孔导度增加与局部温度降低有关,B项正确。与③组相比,②组茶树的叶绿素含量高,且气孔导度增大,因而推测②组茶树光反应速率和暗反应速率均提高,C项正确。④组茶树气孔导度最低,且叶绿素含量也最低,据此推测④组茶树光合速率降低是由叶绿素含量降低和CO2供应不足共同引起的,D项错误。
关键能力提升练
6.D 解析 光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围,在光极限范围内,随着光吸收的增加,光合速率也增大,A项正确。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围,CO2极限时,光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关,此时CO2进入气孔减少,暗反应减慢,B项正确。CO2极限时光反应速率最大,较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP含量高,C3还原加快,故C3含量低,C项正确。酶发挥作用需要适宜的温度,热带树木的光合机制开始失效的临界平均温度约为46.7 ℃,热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前的一定范围内,随温度升高,相关酶活性降低,故光合速率不会一直增加,D项错误。
7.答案 (1)基质 C5 ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能
(2)光照强度(或ATP、NADPH) CO2浓度 光照强度大,光反应速率快,为暗反应提供更多的ATP、NADPH,暗反应速率加快,光合速率提高
(3)在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,用14C标记CO2,取等量生长状况相同的S植株和WT植株,在饱和光照和适宜14CO2浓度条件下培养,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。
解析 (1)由题干“Rubisc是光合作用暗反应中的关键酶”可知,暗反应的场所是叶绿体基质,与CO2结合的是C5,经过暗反应过程,ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能。(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合,而曲线①仍高于曲线②与③,可知曲线①高是因为进行了补光,推知曲线②与③重合是由于光照强度(或ATP、NADPH)不足。(3)要验证在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快,可用14C标记CO2,作为S植株和WT进行光合作用的原料,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。
8.答案 (1)叶绿体 抑制
(2)氧气
(3)上升 不变
(4)细菌可利用栅藻光合作用产生的氧气生长繁殖,降解对硝基苯酚,减少对硝基苯酚对栅藻光合作用的抑制,细菌产生的CO2又是栅藻光合作用的原料
解析 (1)栅藻为真核生物,光合作用的场所为叶绿体。图a结果表明随对硝基苯酚的浓度上升,栅藻的光合放氧速率显著下降,因此对硝基苯酚抑制栅藻的光合放氧反应。
(2)氧气的有无会影响细菌的生长,进而限制细菌对对硝基苯酚的利用。
(3)由图a可知,在培养10 min的过程中,当对硝基苯酚含量为20 mg/L时,栅藻光合放氧量逐渐增大,由此推测Ⅰ中栅藻净光合强度大于零,培养液中CO2含量下降,pH升高;由图b中Ⅰ组可知,栅藻不能降解对硝基苯酚,故含量不变。
(4)Ⅲ组(细菌+栅藻+光照条件下)随培养时间的延长,对硝基苯酚含量下降,表明细菌可利用栅藻光合作用产生的氧气生长繁殖,降解对硝基苯酚,从而减少对硝基苯酚对栅藻光合放氧的抑制。细菌呼吸以及降解对硝基苯酚产生的CO2又为栅藻进行光合作用提供原料,从而持续为细菌降解对硝基苯酚提供CO2。故两者通过原始合作可净化被对硝基苯酚污染的水体。
种植方式
叶绿素含量/(mg·g-1)
气孔导度/(ml H2O·m-2·s-1)
净光合速率/(μml CO2·m-2·s-1)
①
茶树单作
1.50
0.31
15.41
②
元胡—
茶树间作
1.75
0.34
21.28
③
紫云英—
茶树间作
1.27
0.27
14.88
④
崧蓝—
茶树间作
1.14
0.24
13.08