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课时提分集训
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.将某油料作物种子置于条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)干重的变化情况如图所示。下列叙述正确的是( )
A.第0~7天,种子长出幼叶进行光合作用导致干重增加
B.第8~10天中,种子呼吸等代谢过程减弱导致干重下降
C.在种子的整个萌发过程中,种子内的有机物种类逐渐减少
D.第11天后,要使萌发种子的干重增加需提供光照和无机盐
【答案】 D
【解析】 A、本实验是将种子置于条件适宜的黑暗环境中培养,种子不能进行光合作用,A错误;
B、第8~10天中,种子呼吸等代谢过程增强,导致干重下降,B错误;
C、在种子的整个萌发过程中,种子内的大分子有机物水解成小分子有机物,因此有机物的种类逐渐增多,C错误;
D、第11天后,种子的干重减少,种子种贮存的有机物基本完全消耗,要使萌发种子的干重增加需提供光照和无机盐,使种子进行光合作用,合成有机物,D正确。
故选D。
2.(2025·襄阳模拟)实验小组将某绿色植物置于密闭、透明的容器中,在T1时刻前后,分别给予X1、X2不同光照强度,容器内CO2浓度的变化情况如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.D点相对于A点,植物体中有机物减少
B.光照强度由X1到X2短时间内叶绿体中C3减少
C.C~D段不再下降只受光照强度的限制
D.B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质
【答案】 B
【解析】 A、据图可知,D点相对于A点,容器内二氧化碳的浓度降低,说明光合速率大于呼吸速率,植物体中有机物增加,A错误;
B、X1、X2不同光照强度处理,X2的光合速率高,说明光照强度较大,光反应产生的NADPH和ATP较多,C3还原快,则C3减少,B正确;
C、C~D段不再下降是受到除光照强度之外的其他因素的限制,主要是二氧化碳浓度,C错误;
D、NADH是呼吸作用的产物,B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有线粒体和细胞质基质,叶绿体可产生的时NADPH,D错误。
故选B。
3.(2025·成都模拟)矿质离子主要由植物根系吸收,对光合作用有一定的影响。在适宜条件下,将黄瓜幼苗培养在完全培养液中,测定其光合作用速率与光照强度的关系,结果如图。若将黄瓜幼苗培养在缺镁培养液中(缺镁对呼吸作用速率影响不大),下列分析错误的是( )
A.缺镁会影响叶绿素的合成,使光合速率下降,C点向左下方移动
B.缺镁对呼吸作用速率影响不大,所以A点不会有明显移动
C.图中B点是光补偿点,在缺镁培养液培养后B点左移
D.图中D点是光饱和点,在缺镁培养液培养后D点左移
【答案】 C
【解析】 AB、缺镁会影响叶绿素的合成,植物捕获光能的能力下降,导致光反应速率下降,对呼吸速率影响不大,所以在缺镁培养液中培养后,C 点向左下方移动,A点不会有明显移动,A、B正确;
C、B点为光补偿点,该点的呼吸作用强度与光合作用强度相等;植物体缺镁时,呼吸速率影响不大,而体内叶绿素合成减少,光合作用速率下降,植物必须在较强光照下光合速率才能与呼吸速率相同,故B点会右移,C错误;
D、D点为正常植物的光饱和点,缺镁植物的光合速率下降,D点会向左移动,D正确。
故选C。
4.甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种植物中,乙植物更适合在林下种植
B.当种植密度过大时,甲植物净光合速率下降幅度较乙大
C.当光照强度为b时,甲植物光合速率与乙植物光合速率相等
D.当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是甲
【答案】 C
【解析】 A、乙植物与甲植物相比,光饱和点和光补偿点更小,更适合在林下种植,A正确;
B、种植密度大意味着叶片相互遮挡,光照强度减弱,从图像分析在光照减弱过程中甲的净光合速率减弱更为明显,B正确;
C、光合速率等于呼吸速率加净光合速率,当光照强度为b时,甲植物净光合速率与乙植物净光合速率相等,二者呼吸速率未知,无法计算光合速率,C错误;
D、当光照强度大于a时,乙植物即将达到光照的饱和点,而甲仍随光照增强光合速率在不断增加,且相同的光照强度下,甲的净光合速率大于乙,故甲对光能的利用率高于植物乙,D正确。
故选C。
5.芜菁花叶病毒(TuMV)严重影响作物的产量和品质。某研究团队以青菜的健康株及接种芜菁花叶病毒(TuMV)的染病株为材料,比较测定了两者的光合作用和呼吸作用相关参数,结果如表所示。下列分析错误的是( )
组别
光合速率/
(μmolCO2
m-2·s-1)
呼吸速率/
(μmolCO2
m-2·s-1)
气孔导度/
(μmolH2O
m-2·s-1)
胞间CO2
浓度/
(μmol·L-1)
叶绿素总量/
(mg·dm-2)
青菜
对照
叶
9.79
2.4
0.26
305.93
6.09
青菜
病叶
6.81
2.3
0.16
293.62
4.16
A.青菜病叶叶绿素含量下降会影响光反应,使暗反应产物积累
B.镜检青菜病叶叶肉细胞,可发现叶绿体变少或叶绿体被破坏等现象
C.青菜对照叶和青菜病叶呼吸速率差异不大,说明病毒对细胞线粒体破坏不明显
D.气孔导度大有利于外界CO2进入叶肉组织以增加胞间CO2浓度
【答案】 A
【解析】 A、青菜病叶叶绿素含量下降会影响光能的吸收、传递,进而影响光反应,导致NADPH和ATP产量下降,暗反应速率下降,进而导致整个光合速率下降,并不是导致暗反应产物积累,A错误;
B、由于青菜病叶叶绿素总量下降,叶绿素分布于叶绿体的类囊体薄膜,故可推测镜检时能看到叶绿体数量减少或叶绿体被破坏等现象,B正确;
C、呼吸作用在细胞质基质和线粒体中进行,由于青菜病叶和青菜对照叶呼吸速率差异不大,可以推测病毒对叶肉细胞线粒体破坏不明显,C正确;
D、气孔是植物与外界进行气体交换的门户,也是气体进出植物体的门户,所以气孔导度大有利于CO2进入植物体,增加胞间CO2浓度,D正确。
故选A。
6.为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用,研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度,然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组,通过不同遮光处理一周后,测得结果如下表所示。下列分析正确的是( )
处理
光照强度
(μmol/m2·s)
叶绿素含量
(mg·g-1)
净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
无遮光处
理(A组)
1292.7
40.9
25.4
红色透光
膜(B组)
410.3
40.0
10.7
蓝色透光
膜(C组)
409.9
39.6
13.2
黄色透光
膜(D组)
930.7
42.1
21.2
A.导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光的波长
B.A、B、C、D四组棉花中,D组棉花光合速率最高
C.将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下,叶绿体中生成NADPH最多的是C组
D.雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
【答案】 D
【解析】 A、不同的透光膜透过的光的波长不同,光照强度不同,进而导致了净光合作用不同,故导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长,A错误;
B、由于不同环境中的呼吸速率未知,故无法判断哪种透光膜下棉花叶的光合速率最高,B错误;
C、不同的处理条件下,D组处理下叶绿素含量最高,故推测将处理后的四组棉花同时置于红色透光膜下,D组吸收的光能最多,光合作用最强,叶绿体中生成NADPH最多,C错误;
D、根据B、C、D三组实验结果可知,黄素透光膜下,棉花叶的净光合作用更强,故推测雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长,D正确。
故选D。
7.(2025·河南联考)在温度、水分均适宜的条件下,分别测定甲、乙两种植物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度的变化,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.光照强度为c时两植物积累有机物的速率相等
B.若光照强度突然由b变为a,短时间内叶绿体中C3含量增多,C5含量减少
C.d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同
D.这两种植物间作时有利于提高光能利用率
【答案】 A
【解析】 A、光照强度为c时两植物的光合速率与呼吸速率的比值(P/R)相等,光合速率与呼吸速率的差值(净光合速率,积累有机物的速率)不一定相等,A错误;
B、若光照强度突然由b变为a,光照强度减弱,短时间内光反应产生的ATP和NADPH减少,被还原的C3减少,C3的生成速率不变,故叶绿体中C3含量增多,C5含量减少,B正确;
C、d点后限制两植物光合速率的主要环境因素相同,都是CO2浓度,C正确;
D、当P/R=1时,光合速率等于呼吸速率,此时的光照强度即光的补偿点,由曲线可知,乙的光补偿点和光饱和点都低于甲,能够利用空间不同层次的光,所以这两种植物间作时有利于提高光能利用率,D正确。
故选A。
8.在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppmCO2/min
C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将增大
D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
【答案】 B
【解析】 A、a~b段二氧化碳含量在下降,说明植物的光合作用大于呼吸作用,且二氧化碳在暗反应中被用于合成三碳化合物,因此叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输,A错误;
B、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由ab段可以计算出净光合速率=(1 680-180)/30=50 ppm CO2/min,由bc段可以计算出呼吸速率=(600-180)/30=14 ppm CO2/min,因此真光合速率平均为64 ppm CO2/min,B正确;
C、题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,导致该植物光合作用的光饱和点将下降,C错误;
D、若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降,抑制暗反应中C3的还原,导致叶绿体基质中C3的含量将增加,D错误。
故选B。
9.(2025·贵阳三模)测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示,图中缓冲液用于调节CO2的量,以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是( )
A.设置恒温水槽可避免外界环境温度的影响
B.若只用18O标记小室外水槽中的水,则不能够检测到18O2
C.光照强度为零时,能测出呼吸速率
D.通过该装置不能得出叶片的总光合速率
【答案】 D
【解析】 A、由于设置了恒温水槽,因此实验结果不受外界环境温度变化的影响,A正确;
B、小室外水槽中的水没有参与光合作用,B正确;
CD、光照条件下通过活塞向右移动的刻度值可测出净光合速率,当光照强度为零时可以测出呼吸速率,因此通过该装置能够计算出总光合速率,C正确,D错误。
故选D。
10.农科院为提高温室黄瓜的产量,对其光合特性进行了研究。下图为7时至17时内黄瓜叶片光合作用相关指标的测定结果,其中净光合速率和Rubisco(固定CO2的酶)活性日变化均呈“双峰”曲线。下列分析正确的是( )
A.7时至17时净光合速率两次降低的限制因素相同
B.13时叶绿体内光反应的速率远低于暗反应的速率
C.7时至17时黄瓜叶片干重变化也呈“双峰”曲线
D.胞间CO2浓度既受光合速率影响又会影响光合速率
【答案】 D
【解析】 A、7时至17时净光合速率两次降低的限制因素不同,第一次下降是由于正午由于出现午休现象,CO2不足,光合速率下降,第二次下降是由于光照减弱,A错误;
B、13点时,处于光合午休状况,光照强度高,而此时Rubisco的活性低,因此暗反应速率不可能高于光反应速率,B错误;
C、7时至17时净光合速率大于0,干重不断增大,C错误;
D、光合速率会影响胞间CO2浓度,同时胞间CO2浓度又会影响光合速率,D正确。
故选D。
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
11.为提高甜椒产量,科研人员对温室栽培甜椒的光合作用特性进行了研究。下列叙述错误的是( )
A.室内易形成弱光环境,弱光下,暗反应中C3还原不受影响
B.不同部位叶片光合速率存在差异,可能与叶片光合色素含量不同有关
C.晚上降低温室温度,可以抑制呼吸作用
D.可以通过人工调节温室内的温度、光照使甜椒避免出现“午休”现象,从而达到增产的目的
【答案】 A
【解析】 A、室内易形成弱光环境,弱光下,光反应产生的ATP和NADPH减少,光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少,故暗反应中C3还原会受影响,A错误;
B、叶绿素能够吸收、传递并转化光能,不同部位叶片光合速率存在差异,可能与叶片光合色素含量不同有关,B正确;
C、晚上降低温室温度,可以抑制呼吸作用,有利于有机物的积累,C正确;
D、在大田种植的条件下,甜椒有明显的“光合午休”现象,这是由于中午温度高,蒸腾作用强,部分气孔关闭,进入叶片内的CO2量减少,光合速率下降。通过人工调节了温室内的温度、光照等条件,使温室种植的甜椒很少出现“光合午休”现象,从而实现增产效果,D正确。
故选A。
12.玉米与大豆间作和玉米单作时,在不同光照强度下测得的单株玉米吸收CO2速率如下图。据此选择正确选项( )
A.b点以后,光照强度仍是限制单作的因素
B.遇阴天,不论间作还是单作,b点均会左移
C.夜间,玉米叶肉细胞中暗反应正常进行
D.玉米和大豆高矮不同,充分利用了空间和资源,可以获得更大收益
【答案】 BD
【解析】 A、b点以后,单作的光合速率不再随光照强度增加而增加,说明b点以后,光照强度不是限制单作的因素,A错误;
B、b点代表光合作用达到最大值时所需最小光照强度,遇阴雨天气,光合速率降低,光饱和点下降,b点左移,B正确;
C、夜间,植物的光反应停止,不能提供NADPH和ATP,暗反应无法正常进行,C错误;
D、玉米和大豆高矮不同,充分利用了二氧化碳和光照等空间和资源,提高光合效率,可以获得更大收益,D正确。
故选BD。
13.为了研究海水稻的耐盐碱性,科研人员将甲、乙两品种海水稻种植在同一块盐碱地上,测定不同光照强度下甲、乙两组水稻的净光合速率,结果如表。据表分析,下列叙述正确的是( )
光照强度/lx
0
200
400
600
800
1 600
3 200
6 400
净光合
速率(相
对值)
甲品种
-3
0
2
6
10
12
12
12
乙品种
-10
-5
0
6
12
18
20
20
A.光照强度为200 lx时,甲品种总光合速率相对值为3,乙品种总光合速率相对值为5
B.由表可知,与甲品种相比,乙品种适合种植在光照强度大的地区
C.光照强度为600 lx时,甲品种水稻的总光合速率大于乙品种水稻的总光合速率
D.由该表一定不能得出两品种光合作用的最适温度
【答案】 ABD
【解析】 A、光照强度为200 lx时,甲品种达到光补偿点,净光合速率为0,即总光合速率等于呼吸速率,所以总光合速率相对值为3,乙品种总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率,其总光合速率相对值为10-5=5,A 正确;
B、由题表数据可知,乙品种光饱和点大于甲品种,所以乙品种更适合种植在光照强度大的地区,B正确;
C、总光合速率=净光合速率+呼吸速率,光照强度为600 lx时,甲品种总光合速率相对值为6+3=9,乙品种总光合速率相对值为6+10=16,甲、乙两品种水稻的总光合速率的关系为甲小于乙,C错误;
D、题表中自变量是光照强度,所以由题表一定不能得出两品种光合作用的最适温度,D正确。
故选ABD。
三、非选择题
14.(2025·山东模拟)在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和H+最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。相关过程如下图甲所示。
(1)图甲中e-的生成过程发生在叶绿体的____________结构,分离细胞色素复合体中的色素的原理是__________________________________________。
(2)据图文中的信息可知,参与NADPH合成过程的是______(填“PSⅠ”或“PSⅡ”),在光反应过程中生成的ATP和NADPH将参与暗反应的___________________过程。
(3)光抑制是指光照强度超过植物光合作用所能利用的限度而使光合效率下降的现象,包括PSⅡ光抑制和PSⅠ光抑制。PSⅡ光抑制的典型指标是PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)的下降。PSⅠ光抑制的典型指标是PSⅠ最大氧化还原能力(ΔI/Io)的下降,研究人员在4 ℃低温条件下利用不同光照强度的过剩光照处理黄瓜叶片,检测低温条件下光抑制对PSⅠ和PSⅡ的影响,结果如图乙所示。分析数据,你的结论是________________________________________________________________________。
你认为在冬季进行大棚蔬菜种植的农户可以采取________________措施降低光抑制对蔬菜的伤害。
【答案】 (1)类囊体薄膜 不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的扩散的快,溶解度低的扩散的慢
(2)PSⅠ 三碳化合物的还原
(3)在相同的光照强度下,低温条件下对光系统Ⅰ(PSⅠ)的抑制效果显著大于光系统Ⅱ(PSⅡ),且光照强度大于100 μmol·m-2·s-1时,随着光照强度的增加,对光系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制作用逐渐增加 增加大棚内温度
【解析】 (1)图甲中e-的生成过程发生在叶绿体的类囊体薄膜结构,分离细胞色素复合体中的色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的扩散的快,溶解度低的扩散的慢。
(2)由图可知,在光系统Ⅰ(PSⅠ)上,高能电子与H+和NADP+结合生成NADPH,在光反应过程中生成的ATP和NADPH将参与暗反应的三碳化合物的还原过程。
(3)由图可知,研究人员在4 ℃低温条件下利用不同光照强度的过剩光照处理黄瓜叶片,在相同的光照强度下,低温条件下对光系统Ⅰ(PSⅠ)的抑制效果显著大于光系统Ⅱ(PSⅡ),且光照强度大于100 μmol·m-2·s-1时,随着光照强度的增加,对光系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制作用逐渐增加。所以在冬季进行大棚蔬菜种植的农户可以采取增加大棚内温度措施降低光抑制对蔬菜的伤害。
15.(2025·陕西渭南模拟)毛白杨、垂柳、白蜡是城市公园绿地上的主要树种。研究人员在夏季晴朗的某一天测量了某公园内这三种林木冠层叶片的净光合速率(单位面积的叶片在单位时间内吸收CO2的量),请据图回答下列问题:
(1)植物叶肉细胞中吸收光能的光合色素位于_________________上。若用纸层析法分离光合色素,分离结束后,距离滤液细线最远的色素是__________。
(2)如图所示,不同种类植物的净光合速率曲线不同。
①9:00~11:00随着光照强度增加,植物叶肉细胞光反应产生更多的__________,推动整个光合作用过程更快地进行,使三种植物净光合速率均快速上升。
②据图分析,与12:00相比,短时间内13:00时白蜡细胞内叶绿体中C3含量低,原因是__________________________。约18:00其净光合速率为零,原因是____________________________________________________。
(3)绿地林木通过光合作用可吸收大气CO2、释放O2,此外还有增加空气湿度等作用,有助于优化公园的小气候环境。研究人员测定了上述三种植物一天中相关生理指标的平均值,结果如下表:
树种
净光合速率
(μmolCO2·
m-2·s-1)
蒸腾速率
(mmolH2O·
m-2·s-1)
胞间CO2浓度
(μmolCO2·
m-2·s-1)
气孔开放程度
(molH2O·
m-2·s-1)
毛白杨
12.8
1.46
272
0.231
垂柳
10.0
1.31
295
0.201
白蜡
12.3
1.43
275
0.225
注:胞间CO2浓度指细胞间隙中CO2的浓度。
据表格数据分析,对公园小气候环境优化效果最佳的林木为___________。
【答案】 (1)叶绿体的类囊体薄膜 胡萝卜素
(2)ATP、NADPH 气孔关闭,植物吸收CO2的量减少 18:00时光照强度较弱,此时光合作用速率等于呼吸速率,净光合速率=光合作用速率-呼吸速率
(3)毛白杨
【解析】 (1)吸收和转化光能的光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,若用纸层析法分离光合色素,分离结束后,距离滤液细线最远的色素是胡萝卜素,它在层析液中的溶解度大,在滤纸上的扩散速率大。
(2)①光反应阶段产生ATP、NADPH,ATP、NADPH可用于暗反应C3的还原,所以9:00~11:00随着光照强度增加,分布在叶绿体的类囊体薄膜上的光合色素所吸收的光能增多,从而产生更多的ATP、NADPH,推动整个光合作用过程更快进行,三种植物净光合速率均快速上升。
②分析题图可知,13:00白蜡净光合速率出现低谷,即出现“午休”现象,其原因是夏季中午温度较高,导致气孔关闭,植物吸收二氧化碳的量减少,致使光合作用的暗反应阶段受到限制。18:00时关照强度较弱,此时光合作用速率等于呼吸速率,净光合速率=光合作用速率-呼吸速率,所以18:00其净光合速率为零。
(3)据表格数据分析,对公园小气候环境优化效果最佳的林木为毛白杨,判断依据是在相同环境条件下,毛白杨的净光合速率最大,吸收的CO2最多,蒸腾速率最大,空气湿度大。
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