课时跟踪检测(十)-影响光合作用的环境因素及其应用

第1页共11页课时跟踪检测(十)影响光合作用的环境因素及其应用一、单项选择题1．(2021·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NADPHB．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：D过程①产生的是NADPH，而过程③产生和消耗的是NADH，A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正确。2．(2021·广东二模)研究人员测定某植物某天白天净光合速率的变化，结果如图所示。下列分析正确的是()A．在6时，叶肉细胞中合成ATP的细胞器只有线粒体B．11～13时部分气孔关闭，叶绿体中NADPH和C5的含量均升高C．一天中，叶肉细胞内有机物积累最多的时刻是15时D．在18时，线粒体内膜产生的CO2全部被叶绿体内的类囊体固定解析：B在6时光合速率等于呼吸速率，此时叶肉细胞合成ATP的细胞器有叶绿体和线粒体，A错误；11～13时部分气孔关闭，CO2的吸收减少，则C3的合成减少，叶绿体中NADPH和C5的含量均升高，B正确；净光合速率大于0，有机物积累，则一天中叶肉细胞内有机物积累最多的时刻是18时，C错误；线粒体内膜产生的是水，产生CO2的场所在线粒体基质，且CO2固定的场所在叶绿体基质，D错误。3．(2021·阳泉三模)如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化，下列说法正确的是()A．若A代表二氧化碳释放量，B点对应的光照强度等于0时，若提高大气中二氧化碳浓度，D点不移动B．若A代表二氧化碳吸收量，B点对应的光照强度大于0时，CD段和DE段的限制因素分别是呼吸速率和光照强度C．若A代表氧气吸收量，可以判断D点开始进行光合作用D．若A代表氧气释放量，B点对应的光照强度一定不等于0，D点表示植物的净光合强度为0解析：D若A代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光补偿点增大，即D点右移，A错误；若A代表CO2吸收量，CD段随光照强度增加而吸收速率降低，即净光合速率下降，限制因素可能是温度等，B错误；若A代表O2吸收量，D点表示光补偿点，此时光合作用等于细胞呼吸，则光合作用从D点以前就已经开始，C错误；若A代表O2释放量，即可以表示净光合速率，则B点对应的光照强度一定不等于0，D点表示光补偿点，植物的净光合作用强度等于0，D正确。4．(2021·湖北二模)科研人员以甜瓜为对象，研究温度和CO2浓度对甜瓜净光合速率的影响，结果如图。据图分析，下列说法正确的是()A．甜瓜净光合速率与环境温度始终呈正相关B．26℃时，与1.2mL/LCO2浓度相比，1.4mL/LCO2浓度下叶绿体中C5含量高C．图中净光合速率的变化与光照强度有关D．26℃时，CO2浓度从1.2mL/L增至1.6mL/L的过程中，净光合速率显著上升可能与呼吸速率受到高浓度CO2的抑制有关解析：D在一定范围内，甜瓜净光合速率随温度升高而升高，但超过最适温度，其净光合速率随温度升高而下降，A错误；26℃时，随CO2浓度升高，短期内C5的消耗加快而C5的生成不变，故与1.2mL/LCO2浓度相比，1.4mL/LCO2浓度下叶绿体中C5含量低，B错误；本实验的自变量是温度和CO2浓度，光照强度是无关变量，应相同且适宜，因此净光合速率的变化与光照强度无关，C错误；CO2是光合作用的原料，CO2浓度为1.2～1.6mL/L时，CO2浓度增高，暗反应速率增大，光合作用合成有机物的速率增大；同时，CO2浓度高抑制细胞呼吸，呼吸速率下降，净光合速率显著上升，D正确。5．(2021·黄州区三模)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(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)。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(μmolCO2·m－2·s－1)甲乙甲乙甲乙灌浆期65501796188620.1728.06蜡熟期72701652140518.5713.23A.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：C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正确。6．(2021·武昌区模拟)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．光照强度大于b时，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：D光照强度为a时，对于人参(B)而言，光合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，晚上进行细胞呼吸消耗有机物，一昼夜干重减少，A错误；光照强度大于b时，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错误；阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率低，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错误；对于人参(B)而言，a点光合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植物合成的叶绿素增多，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正确。7．(2021·达州模拟)科研人员用3个相同透明玻璃容器将生长状况相近的三株天竺葵分别罩住并形成密闭气室，在不同的光照处理下，利用传感器定时测量气室中的CO2浓度，得到如下结果。下列分析正确的是()A．三组天竺葵的叶肉细胞中产生ATP的场所完全相同B．Ⅰ组气室中CO2浓度逐渐增大，气室内气压必定升高C．Ⅱ组叶肉细胞叶绿体产生的O2可扩散到线粒体和细胞外D．在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵固定CO2的平均速率为(y2－y1)/x1ppm/s解析：CⅠ组黑暗，叶肉细胞无光合作用，产生ATP的场所为线粒体和细胞质基质，Ⅱ组和Ⅲ组有光，可进行光合作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误；Ⅰ组CO2的浓度增大，若氧气充足，植物进行有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2的体积相同，装置中气压不变，B错误；Ⅱ组天竺葵的光合作用速率等于呼吸作用速率(CO2浓度不变)，但由于根茎等很多细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用速率大于叶肉细胞自身呼吸作用速率，故产生的O2可扩散到线粒体和细胞外，C正确；在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵净光合速率可以表示为[(y2－y1)÷x1]ppm/s，此时的呼吸速率为[(y3－y2)÷x1]ppm/s，因此天竺葵的真光合作用固定CO2的平均速率为[(y3－y1)÷x1]ppm/s，D错误。二、多项选择题8．(2021·绥中县模拟)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：BD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＋C5eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5())2C3过程较快，故C3合成较多，D正确。9．(2021·雨花区二模)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中与图中实验结果不相符的是()A．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度B．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度C．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度解析：ABC若横坐标是光波长，则同一温度下净光合速率在蓝紫光区域和红光区域应较高，在其他光区域应较低，与图中甲、乙曲线变化不符，A符合题意；若横坐标是CO2浓度，较高温度下的呼吸速率应高于较低温度下的呼吸速率，甲、乙与纵坐标的交点应不一样，B符合题意；若横坐标是温度，同一CO2浓度下随温度升高净光合速率应表现为先升后降的趋势，C符合题意；若横坐标是光照强度，达到一定的光照强度后，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D不符合题意。10．(2021·江苏模拟)如图表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物光合作用速率和呼吸速率的影响。下列有关叙述正确的是()A．15℃时细胞呼吸为暗反应提供的ATP不足B．5～37℃范围内，植物均表现为生长状态C．当温度达到50℃时，植物因蛋白质失活而死亡D．温室栽培中温度控制在30℃左右时最利于该植物生长解析：BD细胞呼吸不能为暗反应提供ATP，A错误；5～37℃范围内，实际光合作用速率大于呼吸速率，净光合速率大于0，所以植物均表现为生长状态，B正确；当温度达到50℃时，植物细胞仍能进行细胞呼吸，说明蛋白质没有失活，C错误；在温度为30℃条件下，实际光合速率与呼吸速率的差值最大，所以温室栽培中温度控制在30℃左右最利于该植物生长，D正确。三、非选择题11．(2021·铁岭二模)科学家通过不同水分处理田间实验，研究了棉花田间持水量条件下，不同生育时期叶片叶绿素含量与光合速率的关系。取棉花新品种1号为实验材料，灌水量设3个处理：田间持水量的60%(A)；田间持水量的90%(B)；田间持水量的75%(对照组CK)。每个处理设3个重复，共计9个实验小区，在初花期开始水分处理，其他管理同大田。结果如图及表。请回答以下问题。不同处理条件下叶片光合速率的变化特点处理单叶光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1)初花期盛花期盛铃期吐絮期A22.531.324.89.6CK31.237.532.313.8B28.734.931.714.9(1)叶绿素的含量与叶色呈______________(填“正相关”或“负相关”)，可用______________(试剂)提取棉花绿叶中的色素。(2)据图可推知，与CK组相比，盛花期之前田间持水量过高和过低，叶绿素含量均________(填“上升”或“下降”)；CK组从初花期开始到吐絮期，叶片叶绿素含量始终高于处理A，引起这一现象的外在原因是__________________________。在吐絮期，不同处理条件下棉花叶片叶绿素含量均显著下降，可能原因是__________。(3)据表分析可知，随生育时期推移，不同处理条件下棉花叶片光合速率均在______________达到最大值，此后逐步下降。在初花期，由于______________________，处理A和处理B叶片光合速率均____________对照。(4)本实验表明，在水分胁迫下，由于气孔阻力增大，减少了____________向叶绿体的供应，光合作用的____________阶段受到影响，最终导致光合速率下降。解析：(1)叶色是各种色素含量的综合表现，通常表现为绿色，叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，叶绿素吸收大部分的红光和蓝紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，因此叶绿素的含量与叶色呈正相关。色素一般溶于无水乙醇等有机溶剂，不溶于水，因此可以用无水乙醇提取。(2)由图可知，盛花期之前处理组A和B的叶绿素含量均低于对照组CK，因此，叶绿素含量均下降。从初花期开始到吐絮期，对照组CK的叶绿素含量始终高于处理A，引起这一现象的外在原因可能是处理A含水量较低，缺水会影响叶绿素的合成。在棉花的吐絮期，温度变低，影响酶活性，可能抑制了叶绿素的合成，因此，叶绿素含量下降。(3)据表可知，不同处理条件下棉花叶片光合速率均在盛花期达到最大值。(4)本实验表明，在水分胁迫下，由于气孔阻力增大，减少了二氧化碳向叶绿体的供应，二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段中的二氧化碳的固定，因此，会导致光合速率下降。答案：(1)正相关无水乙醇(2)下降处理A灌水量不足叶片衰老(3)盛花期干旱和水分过量低于(4)CO2暗反应12．(2021·泰安四模)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：(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270cm，花生植株的高度通常为40～45cm，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270cm，花生植株的高度通常为40～45cm，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．(2021·大连二模)图甲是水稻叶肉细胞质代谢过程的示意图，①～④表示相关的生理过程。图乙是将玉米的PEPC酶(与CO2的固定有关)基因与PPDK酶(催化CO2初级受体——PEP的生成)基因导入水稻后，在某一温度下测得的光照强度对转双基因水稻和原种水稻的净光合速率的影响曲线，图丙是在光照强度为10(×102·Lux)下测得的温度对上述两种水稻净光合速率的影响曲线。请据图回答下列问题：(1)图甲中，①过程发生的场所是____________________(答出具体部位)；③过程所产生的[H]是指________，①、②、④过程中需要消耗ATP