限时练14 光合作用的影响因素及其应用

限时练14光合作用的影响因素及其应用SHENGWUXUE(时间：40分钟)考点一探究环境因素对光合作用强度的影响1.(2024·山西康杰中学质检)某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测定得到下表所示结果。下列叙述正确的是(

)C灯泡与烧杯距离/cm153045607590气泡产生速率/(个·min－1)492811000A.本实验的目的是探究CO2浓度对光合速率的影响B.15～45cm之间，气泡产生量为光合作用实际产生氧气的量C.小于60cm时，限制光合速率的主要因素是光照强度D.60cm时，光线太弱导致光合作用完全停止解析根据题意分析，该实验的目的是探究光照强度对光合速率的影响，A错误；15～45cm之间，气泡的产生速率表示净光合速率，B错误；小于60cm时，随着光照强度的增加，气泡的产生速率加快，因此，此时限制光合速率的主要因素是光照强度，C正确；60cm时，光线太弱可能导致净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，光合作用没有完全停止，D错误。2.(2024·广东梅州期末)小明家想建一个绿色蔬菜大棚，他结合所学知识给出若干建议，其中包括在大棚内安装太阳能灯和增加供暖装置以确保昼夜温度均高于室外，下列有关小明的建议和对应原理的叙述正确的是(

) A.太阳能灯能在阴天时增加光照强度，增强光反应，为暗反应提供更多的ATP和NADPH B.光反应在光下进行，暗反应在暗处进行，夜晚要关闭太阳能灯让植物进行暗反应 C.大棚内最好安装绿色的太阳能灯 D.延长光照时间能提高光合作用的速率A解析阴天时光照不足，可用太阳能灯增加光照强度，进而增强光反应，为暗反应提供更多的NADPH和ATP，A正确；光反应必须在光下进行，而暗反应有光、无光都能进行，夜晚为了更好地提高产量，需要打开太阳能灯(延长光照时间)，让植物进行光合作用，因为暗反应需要光反应提供ATP和NADPH，B错误；绿叶中的色素主要吸收蓝紫光和红光，几乎不吸收绿光，不宜在大棚内安装绿色的太阳能灯，可安装蓝紫色或红色的太阳能灯，C错误；光合作用速率指的是单位时间内的光合作用强度，延长光照时间不能提高光合作用的速率，D错误。考点二影响光合作用的因素及应用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”是由于中午光照过强，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.(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－1)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－1)时，甲、乙植物的总光合速率相等C.CO2浓度为500(μL·L－1)时，甲植物水的光解能力强于乙D.与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存C解析CO2浓度为200(μL·L－1)时，甲植物未达到CO2饱和点，其光合速率的主要限制因素为CO2浓度，而乙植物已达到CO2饱和点，其光合速率的限制因素主要是光照强度或温度等，A错误；CO2浓度为400(μL·L－1)时，甲、乙植物的净光合速率相等，由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错误；CO2浓度为500(μL·L－1)时，甲植物的总光合速率大于乙，故甲的光反应中水的光解能力强于乙，C正确；图中甲植物CO2饱和点大于乙，且高浓度CO2情况下光合作用速率更高，故甲更适合在高CO2浓度条件下生存，D错误。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(

)A

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O2D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不符合题意；温室通风有利于作物吸收利用CO2，C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不符合题意。6.(2024·湖北孝感高中联考)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，光合作用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.当光照强度为A时，持续光照一昼夜后人参干重增加B.光照强度大于D时，可能是温度限制了红松P/R值的增大C.若适当增施含镁的肥料，一段时间后人参的A点右移D.光照强度为C时，红松和人参的光合速率有可能不同D解析光照强度为A时，人参的光合作用速率与呼吸速率的比值为1，即光合速率等于呼吸速率，净光合速率等于零，没有有机物的积累，持续光照一昼夜后人参干重不会增加，A错误；光照强度在D点时红松P/R值达到最大，此后随着光照强度的增加，光合速率也不再增加，即在D点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度，不是温度，因为图示曲线是在温度、水分均适宜条件下获得的，B错误；适当增施含镁的肥料，可以增加人参叶肉细胞中叶绿素的含量，进而促进光反应以提高光合速率，在较低的光照强度下就可达到与呼吸速率相等的状态，即一段时间后人参的A点左移，C错误；光照强度为C时，红松和人参的P/R值相等，由于红松是阳生植物，而人参为阴生植物，二者的呼吸速率有差别，因此判断二者的光合速率有可能不同，D正确。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B解析曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A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错误；突然降低温度，光合速率降低，D点会向左下方移动，D错误。8.(2024·泉州市质检)当植物吸收了超出其自身所需的光能时，会出现光抑制现象，导致光合机构受到破坏，进而影响光合作用。PsbS蛋白是一种在光系统Ⅱ(PSⅡ)与叶绿素结合的蛋白质，也是PSⅡ的一种结构成分，在高等植物光保护方面有着重要的作用。科研人员将棉花光合系统Ⅱ的PsbS基因导入烟草细胞内，培育了转基因PsbS烟草植株，并在35℃处理下测定了野生型烟草植株(WT)与转基因PsbS烟草植株(T)的净光合速率(如图)。下列有关叙述错误的是(

)BA.电子的最终受体物质是NADP＋B.类囊体膜内外的H＋浓度差只是通过H＋转运形成的C.在高温条件下转基因烟草植株的净光合速率高于野生型烟草植株D.棉花PsbS基因可能参与调控烟草植株的光合作用解析据图所知，NADP＋和电子、H＋生成了NADPH，A正确；类囊体膜内外的H＋浓度差与水的光解有关，B错误；据图可知，在35℃处理下，转基因PsbS烟草植株(T)的净光合速率高于野生型烟草植株(WT)，C正确；由于在35℃处理下，转基因PsbS烟草植株(T)的净光合速率高于野生型烟草植株(WT)，因此棉花PsbS基因可能参与调控烟草植株的光合作用，D正确。9.(2024·广东佛山调研)为研究光质对大棚蔬菜种植的影响，科研人员以出芽30天的番茄幼苗为实验材料，设置光照强度相同的蓝光(B)、红光(R)和自然光(W)3个处理，相关实验处理及结果如表所示。

BRW叶绿素含量/(mg·g－1)1.953.752.85气孔导度/(molH2O·m－2·s－1)0.530.330.42胞间CO2含量/(μmolCO2·m－2·s－1)215255235注：气孔导度可表示气孔张开的程度。(1)番茄叶肉细胞中的叶绿素主要分布在___________________，主要吸收可见光中的________________________________________________________________。(2)从绿叶中提取色素常用的试剂是________。科研人员在测定叶绿素含量时从每个培养室里随机选择了10株幼苗，且均选取了顶芽起第二叶作为样本进行测定，这样操作的目的分别是_____________________________________________。(3)经红光处理一段时间后，番茄叶片的光吸收能力将________(填“增大”“减小”或“基本不变”)，判断依据是__________________________________________________________________________________________________________。叶绿体类囊体薄膜上蓝紫光和红光无水乙醇避免偶然因素对实验结果造成干扰；保证无关变量相同增大用红光处理一段时间后，叶肉细胞中的叶绿素含量明显提高(4)根据上述实验结果推测，阴雨天气时，在大棚内人工补充________(填“红光”“蓝光”或“自然光”)更有利于番茄生长，依据是___________________________________________________________________。蓝光蓝光条件下气孔导度大，胞间CO2浓度低，合成有机物效率更高解析(1)番茄叶肉细胞中的叶绿素主要分布在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)绿叶中的色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，从绿叶中提取色素常用的试剂是无水乙醇。科研人员在测定叶绿素含量时从每个培养室里随机选择了10株幼苗，目的是避免偶然因素对实验结果造成干扰；均选取了顶芽起第二叶作为样本进行测定，目的是遵循实验的单一变量原则，保证无关变量相同。(3)该实验中，自然光处理组是对照组，分析表格数据可知，与自然光处理组相比，红光处理组番茄叶肉细胞中的叶绿素含量最高，推测经红光处理一段时间后，番茄叶片的光吸收能力将增大。(4)根据表中数据分析可知，相同光照强度下，蓝光处理组的气孔导度最大，胞间CO2浓度最低，说明相同光照强度下，蓝光处理组合成有机物的效率最高。据此推测，阴雨天气时，在大棚内人工补充蓝光更有利于番茄生长。10.(2024·河北唐山期中)某实验小组欲探究外源NO处理对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响，共做了4组实验。下图中甲组为空白对照组，乙组表示用外源NO处理非干旱玉米幼苗，丙组表示只进行干旱胁迫处理，其他条件相同且适宜，3d后测定相关指标，结果如图所示。请回答下列问题：(1)实验中丁组的处理为_____________________________________________。(2)干旱胁迫下，玉米幼苗的Pn和Gs与甲组相比________________(填变化)。进一步研究发现，干旱胁迫会使部分叶绿体基粒片层结构解体，直接影响光反应，进而影响暗反应的____________________(填反应)过程，光合速率下降。同时利用外源NO和干旱胁迫处理玉米幼苗都(显著)下降C3的还原(3)影响光合作用的因素可分为气孔因素和非气孔因素。若胞间CO2浓度升高而Gs下降，则光合速率下降的主要影响因素是________________因素。本实验中干旱胁迫下玉米Pn的下降主要是由________________引起的，由此推测，NO的作用可能是___________________________________________________________。非气孔气孔因素(限制)通过减轻干旱对气孔因素的限制作用来缓解其对光合速率的抑制作用解析(1)由题意可知，该实验的目的是探究外源NO处理对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响，该实验设计了4组，其中甲组为空白对照组，乙组表示用外源NO处理非干旱玉米幼苗，丙组表示只进行干旱胁迫处理，根据实验的对照原则，丁组的处理为同时利用外源NO和干旱胁迫处理玉米幼苗。(2)由(1)可知，丙、丁两组都处于干旱胁迫下，玉米幼苗的Pn、Gs与甲组相比都显著下降，进一步研究发现，干旱胁迫会使部分叶绿体基粒片层结构(类囊体)解体，类囊体薄膜是光反应的场所，其受损会直接影响NADPH和ATP的合成，进而影响暗反应过程中C3的还原过程，光合速率下降。(3)据题意可知，影响光合作用的因素可分为气孔因素和非气孔因素，若胞间CO2浓度升高，但Gs下降，则说明光合速率下降的主要影响因素是非气孔因素。本实验中干旱胁迫下玉米Pn的下降主要是Gs下降所致，是受气孔因素的影响，题图所示实验结果丁组(外源NO＋干旱胁迫)Gs和Pn都高于丙组(仅干旱胁迫)，但仍低于空白对照组甲组，说明NO的作用可能是通过减轻干旱对气孔因素的限制作用来缓解其对光合速率的抑制作用。11.(2024·武汉市质检)研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变型玉米，并利用其研究了光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制。

(1)玉米叶肉细胞合成的光合作用产物部分用于建造植物体本身和________，传粉后大部分运输到种子中积累、储存。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图1。结果说明野生型植株中CST1蛋白能够________气孔打开。呼吸作用促进(2)研究人员测定了野生型植株在不同条件下CST1基因的表达量，图2结果显示A组________________________________________________________________，B组CST1基因在连续黑暗处理下持续高水平表达，C组CST1基因在连续光照处理下持续低水平表达。CST1基因表达量在光照时下降，黑暗时上升(3)据上述结果，研究人员进一步推测CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控，进而影响气孔开放程度。在玉米传粉后第15天分别向野生型玉米和突变型玉米的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶片气孔开放程度。若实验结果为野生型蔗糖组气孔开放程度明显低于野生型蒸馏水组，且高于突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组，________________________________________________，则可证明上述推测。突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组气孔开放程度相同(4)结合以上研究结果，请完善光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制模型(在方框中以文字和箭头的形式作答)。解析(1)分析图1可知，传粉后相同天数时，野生型的气孔开放程度均高于突变型的，结合题干信息可知，突变型玉米为CST1基因功能缺失的玉米，综上可说明野生型植株中CST1蛋白能够促进气孔打开。(2)分析题图可知，A组CST1基因表达量在光照时下降，黑暗时上升。(3)根据题干信息可知，本实验的目的是验证CST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控，进而影响气孔开放程度。结合实验处理可知，若实验结果为野生型蔗糖组气孔开放程度明显低于野生型蒸馏水组(光合产物蔗糖影响气孔开放程度)，且高于突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组(野生型与突变型的差异在于突变型中CST1基因功能缺失，说明CST1基因表达会促进气孔开放)，突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组气孔开放程度相同(突变型中CST1基因功能缺失，光合产物对突变型气孔开放程度没有影响)，则可证明题述推测。12.(2024·广州实验中学调研)气孔是植物体和外界环境之间进行水气交换的重要结构。研究发现，胞间CO2浓度和气孔导度(气孔开放程度)呈正相关。在一定的环境条件下，气孔还会进行周期性的闭合，这种现象称为“气孔振荡”，如图所示。回答下列问题：注：气孔扩张阻力越小，则气孔开放程度越大。(1)CO2经过气孔进入叶肉细胞后，在__________(填场所)中首先和C5结合形成C3，然后C3被还原为有机物，有机物中的能量直接来自____________________(填物质名称)中的化学能。叶绿体基质ATP和NADPH(2)比较A和B两点，胞间CO2浓度较高的点是________，结合题干阐