课时质量评价10影响光合作用的因素及应用---2024版高考生物一轮总复习

这是一份课时质量评价10影响光合作用的因素及应用---2024版高考生物一轮总复习，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
十　影响光合作用的因素及应用
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2022·山东菏泽一模)生物学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
2．下图中纵轴表示植物某种气体吸收量或释放量的变化(注：不考虑横轴和纵轴单位的具体表示形式，单位的表示方法相同)。下列说法正确的是(　　)

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
3．(2022·福建泉州一模)生菜是一种深受人们喜爱的叶菜。科研人员探究红、蓝光配比(R/B)对生菜叶片光合作用及生长的影响，结果如下表所示。下列分析合理的是(　　)
检测指标
地上部分
干重/g
叶面积/cm2
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
①
B
0.95
545
7.95
②
R/B＝1
1.04
597
8.5
③
R/B＝4
1.37
771
7.9
④
R/B＝8
1.67
898
7.76
⑤
R/B＝12
1.83
956
6.86
⑥
R
1.8
950
4
A．①⑥为对照组，②③④⑤为实验组
B．种植生菜最适宜的红、蓝光配比(R/B)为1
C．相比蓝光，生菜利用红光进行光合作用的效率更高
D．光照不仅为生菜提供能量也作为信号影响生菜生长
4．在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用下图一的实验装置，测量1 h内密闭容器中CO2的变化量(若0～30 min给予光照，之后黑暗处理)，并绘成曲线(如图二)。下列叙述正确的是(　　)

A．AB段，ATP从叶绿体中的基质向类囊体膜运输
B．BC段，说明随着实验的进行，该植物的呼吸作用逐渐加强
C．该绿色植物前30 min CO2固定量平均为50(μmol·L-1·min-1)
D．若其他条件恒定且适宜，在低温环境下进行该实验，B点的位置将上移
5．科研人员研究不同温度和光照强度下菠菜叶片的净光合速率的变化情况，结果如下图。下列分析不正确的是(　　)

A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关
B．此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持相同且适宜
C．温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下菠菜光合速率为6 μmol·m-2·s-1
D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于细胞呼吸的最适温度
6．(2022·广东惠州二模)原本生活在干旱地区的多肉植物，经研究发现其CO2固定过程非常特殊，被称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起到重要作用，过程如图所示。据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．进行景天酸代谢的植物白天进行光反应，积累ATP和还原氢，晚上进行暗反应合成有机物
B．图示的代谢方式可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水，从而使该类植物适应干旱环境
C．与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物
D．多肉植物在其原生地环境中，其液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化
7．为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图，相关分析错误的是(　　)


A．由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降
B．本实验中对照组(空白对照组)植株CO2固定速率相对值是28
C．由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加
D．综合图1、图2结果可推测，叶片光合产物的积累有利于光合作用
8．科研工作者为研究光照和CO2对植物细胞代谢的影响，将某绿藻细胞悬浮液放入密闭容器中，保持适宜的pH和温度，测定细胞悬浮液中溶解氧的浓度，结果如图所示。下列有关该实验装置中溶解氧变化原因的解释错误的是(　　)

A．第4 min前溶解氧的量下降是呼吸作用消耗所致
B．第5～6 min植物细胞光合作用强度大于呼吸作用强度
C．第6～7 min水中CO2浓度限制了光合作用速率
D．第9 min后溶解氧的量不再增加的原因是温度较低
9．利用水稻品种“两优培九”，研究其叶片净光合速率与叶温的变化关系，结果如图。以下叙述正确的是(　　)

A．实验需要控制相同且适宜的呼吸强度
B．真光合速率最适温度出现在33 ℃左右
C．15 ℃时此植物的ATP仅来自细胞呼吸
D．曲线下降可能因为呼吸速率增加更多
二、非选择题
10．(2021·河北卷)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12 g·m-2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
水＋氮组
自由水/结合水
6.2
6.8
7.8
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性/(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括__________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动______________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是__________________________________
____________________________________________________________________。
11．(2023·广东河源模拟)某机构为探究臭氧(O3)与光照协同作用对葡萄叶片造成的危害机制，利用开放式气室在高浓度臭氧胁迫时，测定不同遮阴程度下“赤霞珠”盆栽苗叶片光合性能的变化，相关指标如表所示。请回答下列问题：
在高浓度臭氧胁迫时不同遮阴程度下“赤霞珠”
盆栽苗叶片相关指标检测结果
指标
对照
(CK)
O3处理
＋全光
照(T1)
O3处理
＋30%
遮阴(T2)
O3处理
＋60%
遮阴(T3)
叶绿素/
(mg·g-1)
2.99
2.31
2.88
2.92
净光合速率/
(μmol·
m-2·s-1)
20.1
4.2
5
8.6
气孔导度/
(mmol·
m-2·s-1)
295.3
87.6
100.2
202.2
胞间CO2
浓度/(μmol·
m-2·s-1)
245.3
325.2
295.4
276.5
(1)“赤霞珠”葡萄叶片合成氧气的具体场所是________________，叶绿素等光合色素的功能是______________________，本实验的CK处理方式是____________________________________________________________________。
(2)高浓度的O3会影响植物的光合作用，从T1可看出O3胁迫下气孔导度降低的生理学意义是_______________________________________________________。
由表中4组实验检测的叶绿素含量变化，说明了_________________________。
(3)O3胁迫下，“赤霞珠”叶绿素含量、净光合速率下降，而胞间CO2浓度反而上升的原因可能是___________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)影响葡萄叶片生命活动的环境条件除了臭氧胁迫外，还有________________
______________________________________________________(请举出两例)。



十　影响光合作用的因素及应用
1．A　解析：探究光照强度对光合作用的影响，自变量应该是光照强度，即定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误；光合作用的探究历程，目的就是确定光合作用这一未知的生理过程的条件、原料、产物、场所等，属于定性分析，B正确；探究光合作用的最适温度，需要先做预实验，也就是先设计一组梯度比较大的温度梯度进行实验，属于定量分析，C正确；探究环境因素对光合作用的影响，自变量是不同的环境因素(光照强度、光质、CO2浓度、温度等)，但因变量都是光合作用速率，而O2释放量是净光合速率，可以代表特定条件下光合速率的大小，D正确。
2．D　解析：e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后继续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O2的净释放，B错误；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，C错误；若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，光饱和点增大，e点向右下方移动，D正确。
3．D　解析：本实验的目的是探究红、蓝光配比(R/B)对生菜叶片光合作用及生长的影响，表中6组均为实验组，形成对比实验，A错误；据表格数据可知，在R/B＝1时，其净光合速率在实验组中最大，但地上部分干重和叶面积不是最高，故该配比不是种植生菜的最适宜配比，B错误；据表可知，随着红光比例增加，生菜的净光合速率降低，故相比蓝光，生菜利用红光进行光合作用的效率较低，C错误；分析题意可知，光照不仅为生菜提供能量(光能)，也作为信号影响生菜生长，D正确。
4．D　解析：根据曲线图可知，AB段CO2浓度降低，说明光合速率大于呼吸速率，光反应产生的ATP用于暗反应阶段，ATP从叶绿体类囊体膜向叶绿体基质运输，A错误；BC段进行黑暗处理，CO2浓度升高，该植物只进行呼吸作用，但由于曲线的斜率不变，因此随着实验的进行，该植物的呼吸作用强度不变，B错误；CO2固定量是指真光合速率，真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由AB段可计算出净光合速率为(1 680－180)÷30＝50(μmol·L-1·min-1)，由BC段可计算出呼吸速率为(600－180)÷30＝14(μmol·L-1·min-1)，故该绿色植物前30 min CO2固定量平均为50＋14＝64(μmol·L-1·min-1)，C错误；若其他条件恒定且适宜，在低温环境下进行该实验，酶的活性降低，B点的位置将上移，D正确。
5．A　解析：温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关，A错误；该实验的自变量是光照强度与温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量，应保持相同且适宜，B正确；据图可知，温度为40 ℃，光照为1 500 lx条件下，菠菜净光合速率为2 μmol·m-2·s-1，呼吸速率为4 μmol·m-2·s-1，根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，此时菠菜光合速率为6 μmol·m-2·s-1，C正确；比较30 ℃和40 ℃的光合速率和呼吸速率可知，进行光合作用的最适温度低于细胞呼吸的最适温度，D正确。
6．A　解析：白天在光照条件下，景天酸代谢的植物通过光反应可生成NADPH和ATP，用于暗反应，A错误；题图景天酸代谢途径，白天气孔关闭减少水分的流失，因此可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水，从而使该类植物适应干旱环境，B正确；由于景天酸代谢途径植物晚上气孔张开，不断吸收CO2用于合成苹果酸，减少了空气中的CO2，因此，与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物，C正确；多肉植物在晚上吸收CO2生成苹果酸进入液泡中(pH降低)，白天苹果酸分解产生CO2用于暗反应(pH升高)，因此这些植物液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化，D正确。
7．D　解析：根据图1分析，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率(CO2固定速率)逐渐下降，A正确；本实验对照组是没有去除棉铃的植株，CO2固定速率相对值是28，B正确；由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，C正确；由图1、图2结果可知，去除棉铃后，叶片光合产物积累，不利于光合作用的进行，D错误。
8．D　解析：由题图可知，前4 min处于黑暗环境中，细胞只进行呼吸作用，第4 min开始进行光照，开始进行光合作用，A正确；第5～6 min密闭容器中溶解氧含量增加，因此第5～6 min植物细胞光合作用强度大于呼吸作用强度，B正确；由曲线可知，第7 min时添加CO2，CO2浓度增大，CO2固定的速率加快，光合作用速率加快，因此第6～7 min水中CO2浓度限制了光合作用速率，C正确；根据提供信息已知，实验中温度是适宜的，因此第9 min后溶解氧的量不再增加的原因不是温度较低，D错误。
9．D　解析：该实验的自变量是温度，温度通过影响酶的活性来影响呼吸强度，A错误；由图可知，净光合速率的最适温度出现在33 ℃左右，B错误；15 ℃时净光合速率大于0，说明既进行光合作用，又进行呼吸作用，故ATP来自光合作用和呼吸作用，C错误；曲线下降是因为实际光合速率与呼吸速率之间的差值变小，故曲线下降可能因为呼吸速率增加更多，D正确。
10．解析：(1)植物细胞中的自由水是细胞内良好的溶剂，为细胞提供液体环境，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：一是将水分解为O2和H＋，H＋与NADP＋结合，形成NADPH；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在RuBP羧化酶的催化作用下，与C5结合，形成两个C3，C3接受NADPH和ATP释放的能量，并且被NADPH还原，最终转化为糖类和C5。(3)由表格数据可知，施氮同时补水组的光合速率最大，对应的气孔导度最大，且RuBP羧化酶的活性最高，即叶肉细胞CO2供应量增加的原因是玉米植株气孔导度增大。
答案：(1)细胞内良好的溶剂，为细胞提供液体环境，参与生化反应，运输营养物质和代谢废物(任写两点即可)　吸收　(2)镁(或Mg)　NADPH和ATP　水　C5　(3)玉米植株气孔导度增大，吸收的CO2增加
11．解析：(1)叶片合成氧气的具体场所是叶肉细胞产生氧气的具体场所，即叶绿体的类囊体薄膜。光合色素吸收光能后，将水光解为氧气和H＋，同时产生的电子传递可用于NADP＋和H＋结合形成NADPH，把光能转化成化学能。本实验的目的是研究高浓度臭氧胁迫时不同遮阴程度下“赤霞珠”盆栽苗叶片光合性能的变化，因此该实验的自变量为是否用臭氧处理、遮阴程度，因此CK组的处理方式为无臭氧胁迫＋全光照。(2)O3胁迫下气孔导度降低能减少O3进入，从而减少O3对细胞的毒害作用。由表可知，表中4组实验检测的叶绿素含量变化是没有O3胁迫的对照组叶绿素含量最高，而有O3胁迫的实验组，随着遮阴程度增加，叶绿素含量增加，说明O3胁迫能造成叶片叶绿素的降解，遮阴缓解了叶绿素的降解，且随着遮阴程度的增加，缓解效果明显增加。(3)O3胁迫下，“赤霞珠”叶绿素、净光合速率下降，而胞间CO2浓度反而上升的原因可能是“赤霞珠”叶绿素含量降低，光反应产生的NADPH和ATP不足，导致暗反应固定的CO2减少，光合作用速率减慢，胞间CO2浓度升高。(4)影响葡萄叶片生命活动的环境条件除了臭氧胁迫外，还有温度、水分、CO2浓度、光照强度、光照时间、无机盐等。
答案：(1)叶绿体的类囊体薄膜　吸收、传递和转化光能　无臭氧胁迫＋全光照　(2)气孔导度下降可以减少O3进入　O3胁迫能造成叶片叶绿素的降解，遮阴能缓解叶绿素的降解，且随着遮阴程度的增加，缓解效果明显增加　(3)叶绿素含量降低，光反应产生的NADPH和ATP不足，导致暗反应固定的CO2减少，胞间CO2浓度升高　(4)温度、光照强度、光照时间、无机盐等