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训练15
光合作用的影响因素及其应用
(总分:50分)
一、选择题(每小题4分,共36分)
去除棉铃百分率/%
0
2040
60
80
100
1.(2025·广东茂名模拟)树林中健康的叶片被病虫
CO2固定速率相对值
28
22
20
害影响会导致叶片枯黄或者脱落,吸收光能的能
叶片蔗糖干重百分率/%
6
10
力就会下降。以这种变化为主要原理,可使用航
叶片淀粉干重百分率/%
5
8
15
20
空遥感监测技术监测树木健康状况。下列哪种波
段的光吸收能力的变化,可了解树木病虫害的实
A,未去除棉铃组作为对照组,该组净光合速率相
际情况
(
)
对值为28
A.绿光
B.蓝紫光C.红外光D.紫外光
B.随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速逐
2.(2024·广西南宁联考)在华南地区秋冬种植的白
渐降低
菜、油菜等蔬菜,引种到西北高原地区夏季种植,
C.随着去除棉铃百分率的提高,叶片中的蔗糖和
常会生长得更加旺盛,导致这种现象的原因不
淀粉含量增加
包括
()
D.随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合产物输
A.光照时间长让植物有更多的光合作用时长
出量降低使产物积累,抑制光合作用
B.光照强度大使植物具有更高的光合作用速率
6.将某植物置于一密闭透明装置中培养。在不同温
C.紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大
度下,该植物光合速率(用每小时O2产生量表示)
D.昼夜温差大有利于光合作用产物的积累
与光照强度的关系如图所示。下列叙述正确的是
3.(2025·贵州遵义联考)植物的光合作用中存在
(
“光补偿点”和“光饱和点”,其中光补偿点是指植
30℃
物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度,光饱
和点是指植物光合速率达到最大时所需要的最低
8
20℃
光照强度。下列说法错误的是
()
10℃
A.当光照强度为光补偿点时,植物的净光合速率
为0
0
5
10
15
20
光照强度kx
B.CO2浓度是影响植物光饱和点大小的因素之一
A.图示自变量为光照强度,因变量为光合速率
C.若提高植物的叶绿素含量,则该植物的光补偿
B.10k1x的光照强度下,30℃比20℃条件下积累
点可能会降低
葡萄糖的量多
D.在光饱和点的基础上提高光照强度,植物的光
C.30℃、5klx的光照强度连续照射8h,该植物制
合速率会进一步提高
造的葡萄糖约为90mg
4.(2025·贵州安顺模拟)水稻、小麦、玉米等禾谷类
D.光照强度只影响光反应,温度影响光反应和暗
农作物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列物
反应
质变化和能量转化过程。下列相关叙述错误的是
7.(2025·新疆石河子开学考试)强光条件下叶片吸
()
收的过剩光能会破坏叶绿体。非光化学淬灭
A.弱光条件下作物没有O2的释放,不能说明未进
(NPQ)可通过叶绿体中叶黄素循环将过剩光能以
行光合作用
热能形式散失,如图1。这种光保护机制与类囊体
B.在光合作用暗反应阶段,CO2不能直接被
蛋白PsbS含量、叶黄素循环密切相关,机理如图2
NADPH还原
(VDE在pH≤6.5时被活化,在pH=7.0时失
C.合理密植和增施有机肥能提高禾谷类作物的光
活;ZEP最适pH为7.5)。下列说法正确的是
合作用强度
)
D.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光
光能
光能
脱环氧化酶(VDE)
合速率会暂时升高
=时大
华紫素玉米黄素Ps数发并NP网
5.(2025·河北衡水模拟)棉花叶片的光合产物会被
速启动暗反应NPO凌
暗反应NPQ因
慢关闭
暗反应
环氧化酶(ZEP)
运到棉铃等器官贮存利用。科研人员研究了不同
图1
图2
程度去除棉铃对叶片光合作用的影响,结果如表
A.NPQ发生的场所是类囊体薄膜
所示。下列叙述错误的是
(
)
B.NPQ机制缓慢关闭导致暗反应增强
(横线下方不可作答)
335
第三单元细胞的能量供应和利用
C.强光下,H减少,使pH升高,VDE失活
A.图1中覆盖遮阳网组的温度均低于对照组的,
D.强光比稳定适宜的光照条件对作物的生长更有利
其中遮光度为40%组的温度最低
8.(2024·福建龙岩三模)颖壳是水稻种子外包的干
B.影响上午测量时段草莓光合速率的主要因素为
燥鳞状的保护壳,含有一定量的叶绿素,使其在灌
光照强度
浆(结实)期为绿色。颖壳中叶绿素会随着颖壳衰
C.下午测量时段,对照组草莓苗可能发生了气孔
老而消失,研究人员探究颖壳的光合作用对籽粒
开放度减小的现象
增重的影响,实验结果如下图。有关叙述错误
D.与上午相比,遮光度为80%和60%的处理组在
的是
(
下午测量时段光合速率都有所降低
们
●
.m)
50
二、非选择题(共14分)】
10.0四
10.(14分)(2025·广东揭阳模拟)为探究水和氮对
32
5.0
光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米
1052025动0
植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下
开花后天数d
处理:(1)对照组;(2)施氨组,补充尿素(12g·
·一强势粒颖壳叶绿素含量
“一弱势粒颖壳叶绿素含量
·一强势粒单个子房重·一弱势粒单个子房重
m);(3)水十氮组,补充尿素(12g·m2)同时
注在一串水稻稻穗上,中上部位的穗粒发育好,属
补水。检测相关生理指标,结果见下表。
于强势粒;下部的穗料发育迟,属于弱势粒
生理指标
对照组
施氮组
水十氮组
A.对稻穗提供14C标记的CO2,可追踪颖壳光合作
用产物的转移途径
自由水/结合水
6.2
6.8
7.8
B.由图可知颖壳叶绿素消失后子房的增重速率趋
于零
气孔导度
85
65
196
C.强势粒的颖壳最高叶绿素含量、最终单个子房
(mmol·m2·s1)
重量都高于弱势粒
叶绿素含量》
D.实验结果表明颖壳光合作用制造的有机物全部
9.8
11.8
12.6
转化为子房的重量
(mg·g)
9.(2025·黑龙江牡丹江联考)某兴趣小组选择以
RuBP羧化酶活性
“红颜”草莓品种作为材料,用遮光度40%、60%、
316
640
716
(umol·h·g)
80%的遮阳网分别在草莓的幼苗期进行遮阴处
理,探究不同遮阴处理对草莓苗温度、光合速率的
光合速率/
6.5
8.5
影响。上午和下午分别从9:00和13:00开始测
11.4
(umol·m-2·sl)
量,测量时长为1h,结果如图1、2所示。下列叙
述错误的是
(
注气孔导度反映气孔开放的程度。
45.00
回答下列问题:
得分
40.00
口上午☑下午
35.00
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括:
30.00
25.00
20.00
15.00
等。(写出两点即可)
10.00
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氨与
5.00
离子参与组成的环式结构使叶绿素能
40%60%
80%
对照
图1
够吸收较多的
光,用于驱动
4
口上午☑下午
两种物质的合成以及
的光解;RuBP羧
.50
化酶将CO2转变为羧基加到
分子上,反应
3.00
2.50
形成的产物被还原为糖类。
2.00
1.50
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率。据实验
1.00
结果分析,原因有
0.50
0
40%
60%
80%
对照
图2
红对勾·讲与练
336
高三生物·基础版(3)大于光系统I主要吸收远红
光,光系统Ⅱ主要吸收红光,两者以
串联的方式协同完成电子传递,提高
了所吸收光能的利用率
(4)AB段位于红光区,主要驱动光系
统Ⅱ,无法形成完整的电子传递链,
对所吸收的光能利用率低,水的光解
减弱
解析:(1)绿色植物叶肉细胞中吸收
光能的色素位于叶绿体的类囊体薄
膜上,“绿叶中色素的提取和分离”实
验中分离光合色素的溶液是层析液,
提取色素的溶液是无水乙醇。(2)据
54
题图分析可知,光反应过程中最初电
子供体是HO,最终电子
受体是
NADP+。CF,和CF。所组成的蛋白
质复合体既可以运输H,又可作为
酶催化ATP的合成,故其作用为催
化ATP的合成、转运H。图1中完
成的能量转换为色素吸收的光能
电能→N
DPH和ATP
中活跃的化
学能。(3
,系统【主要吸收远红
光,光系
,Ⅱ主要吸收红光。如果
单独用红光处理量子产额为0.1单
位,单独用远红光处理量子产额为
0.02单位,而两种光一起
理量子产
额大于0.12单位,原因是光系统I
(主要吸收远红光)和光系统Ⅱ(主要
吸收红光)以串联的方式协
完成电
子传递,提高了所吸收
月
的利用
率。(4)图2中AB段位于红光区,主
要驱动光系统Ⅱ,因而无法形成完整
的电子传递链,对所吸收的光能利用
率低,水的光解减弱,因此题图中吸
收光谱百分比处于上升阶段,而对应
的量子产额却逐渐下降。
训练15光合作用的
影响因素及其应用
1.B叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫
光,因此可以通过监测红光和蓝紫光
波段的光吸收能力的变化,了解树木
病虫害的实际情况,B
符合题意。
2.C西北高原地区夏季
的光照时间长,
植物有更多的光合作用时长,A正确:
西北高原地区夏季的光照强度大,植
物具有更高的光合作用速率,B正确:
一般情况下,光合色素吸收的是可见
光,而紫外线是不
光,植物不吸
收,C错
西北高原地
区昼
温差大,
白天温度
行
作用强,有机物产生
多,夜间
·吸作用弱,有机物
消耗少,有
有机物积累,D正确。
3.D光补
,是指植物光合速率与呼
吸速率相等时的光照强度,此时的净
光合速率等于0,A正确:光饱和,点是
指植物光合速率达到最大时所需要的
最低光照强度,此时若提高CO2浓度,
光饱和,点会改变,因此,CO2浓度是影
响植物光饱和,点大小的因素之一,B正
确:光补
点是指植物光合速率与呼
吸速率
的光照强度,
提高植
物的叶绿素含量,则光
会升高,
呼吸速率不变,要
率依旧等
于呼吸速率就应降低光照强度,因此
该植物的光补偿点可能会降低,C正
确;在光饱和点的基础上提高光照强
度,光合速率不会改变,D错误。
4.D弱光条件下植物没有O2的释放
有可能是光合作用强度小于或等于呼
吸作用强度,光合作用产生的O2被呼
吸作用消耗完,此时植物虽然进行了
光合作用,但是没有O2的释放,所以
弱光条件下作物没有O2的释放,不能
说明未进行光合作用,A正确;CO2性
质不活泼,在暗反应阶段,一分子CO2
被一分子C:分子固定,形成两分子
C?,在有关酶的催化作用下,C3接受
ATP释放的能量并且被NADPH还
原,因此,CO2不能直接被NADPH还
原,B正确;合理密植可以充分利用光
照,增施有机肥可以为植物提供矿质
元素和CO,这些措施均能提高农作
物的光合作用强度,C正确;在禾谷类
作物开花期剪掉部分花穗,光合作用
产物输出受阻,叶片的光合速率会暂
时下降,D错误。
5.
A
对照组(未去除棉铃组)植株CO,
固定速率相对值,即为“去除棉铃百分
率为0”时的CO2固定速率相对值,即
“28”,该值为总光合速率相对值,而净
光合速率=总光合速率一呼吸速率,A
错误;随着去除棉铃百分率的提高,叶
片固定C)2能力降低,即叶片的光合
速率逐渐降低,B正确;随着去除棉铃
百分率的提高,叶片中的蔗糖和淀粉
的千重百分率均升高,C正确;叶片光
合产物被运到棉铃贮存利用,故去除
棉铃后,叶片光合产物输出量降低,从
而导致相应产物在叶片中积累,导致
CO2固定速率降低,即叶片中光合产
物积累会抑制光合作用,D正确。
,C据题图可知,该实验的自变量是光
照强度和温度,因变量是光合速率,A
错误;纵坐标是光合速率,据题图可知,
10klx的光照强度下,30℃比20℃条
件下光合速率高,但由于呼吸速率
未知,故无法比较两种温度下的葡萄
糖积累量,B错误;30℃、5klx的光照
强度下每小时产生的0,为12mg,根
据光合作用反应式可知,有6O,一
1CsH12O的关系,连续照射8h,该植
物制造的葡萄糖是(180×12)/(6×
32)×8=90mg,C正确;光反应可为暗
反应提供NADPH和ATP,光照强度
可影响光反应,进而影响暗反应,温度
可通过影响酶的活性影响光反应和暗
反应,D错误」
7.A由“非光化学淬灭(NPQ)可通过叶
绿体中叶黄素循环将过剩光能以热能
形式散失”,可以得出NPQ直接作用
于光合作用中的光反应阶段,因此
NPQ过程发生的具体场所是(叶绿体)
类囊体薄膜,A正确;晴天到多云,光
照由强变弱,由于NPQ机制缓慢关
闭,不能立即解除,导致暗反应速率明
显下降,B错误;VDE在pH6.5时被
活化,在DH=7.0时失活,在光合作用
的光反应阶段,水光解会产生H,光
照增强产生的H+增多,使pH下降,
VDE被活化,C错误;强光下NPQ会
启动,降低光合作用,所以稳定适宜的
光照条件更有利于作物的生长,D
错误
8.D光合作用暗反应的原料是CO2,对
稻穗提供·C标记的CO2,可追踪颖壳
光合作用产物的转移途径,A正确;光
合作用可以制造有机物,叶绿素是光
合作用的光合色素,叶绿素含量为0光
合作用不能进行,子房的增重速率趋
于零,B正确;根据题图中曲线,强势粒
的颖壳最高叶绿素含量、最终单个子
房重量都高于弱势粒,C正确;实验结
果可表明颖壳光合作用制造的有机物
转化为子房的重量,但不能得出颖壳光
合作用制造的有机物全部转化为子房
的重量的结论,D错误
D据图1分析,覆盖遮阳网组的温度
均低于对照组的,其中遮光度为40%
组的温度最低,A正确:上午测量时段
草莓光合速率的主要影响因素为光照
强度,B正确;下午测量时段,对照组草
莓苗光合速率最低,可能发生了气孔
开放度减小的现象,C正确;由题图可
知,与上午相比,遮光度为80%和60
的处理组在下午测量时段光合速率都
有所升高,D错误
0.(1)是细胞内良好的溶剂、细胞生存
的液体环境、运送营养物质和代谢废
物、参与生化反应(写出两点即可)
(2)镁红光和蓝紫NADPH、ATP
(3)施氮同时补充水分,气孔导度增
加,CO,吸收量增多,叶绿素的合成
增加,RuBP羧化酶的活性增强,使固
定CO2的效率增大,光合速率增大
解析:(1)植物细胞中自由水的生理
作用包括:是细胞内良好的溶剂、细
胞生存的液体环境、运送营养物质和
代谢废物、参与生化反应等。(2)镁是
叶绿素的组成成分,参与光合作用的
很多分子都含有氨,光反应中,氮与
镁离子参与组成的环式结构使叶绿
素能够吸收光能,叶绿素主要吸收红
光和蓝紫光,用于驱动NADPH和
ATP两种物质的合成以及水的光解:
在暗反应阶段,RuBP羧化酶将CO
转变为羧基加到C分子上,反应形
成的C3被还原成糖类。(3)由表格
中水十氨组可知,施氨同时补充水
分,气孔导度增加,CO,吸收量增多,
叶绿素的合成增加,RuBP羧化酶的
活性增强,使固定CO2的效率增大,
光合速率增大。
训练16光合作用
和细胞呼吸的综合分析
B光合作用在类囊体薄膜和叶绿体
基质中进行,故其所必需的酶分布在
类囊体薄膜和叶绿体基质中,A正确:
呼吸作用所必需的酶分布在线粒体内
膜、线粒体基质以及细胞质基质中,B
错误:光合作用过程把光能先转换为
ATP、NADPH中的化学能再转换为有
机物中的化学能,C正确;呼吸作用过
程把有机物中的化学能转换为热能和
ATP中的化学能,D正确。
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,因此,暗反应中C:还原会受影
响,A错误;光合色素能够吸收、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;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;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,可通过人工调节温室内的
温度、光照等条件,使温室种植的甜椒
避免出现“光合午休”现象,从而实现
增产效果,D正确。
AB点之前经过一晚上的呼吸释放
二氧化碳,且B点前光合作用强度小
参考答案489