小练14 影响光合作用的因素与作物种植-【衡水金卷·先享题】2026年新高考生物拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·生物学 小练14影响光合作 (建议用时30分 考情分析主要考查：光照强度、CO2浓度、温度等因素对光 题型：以非选择题为主难度：中等考频（★★★★） 选择题（每题3分） 1.(教材改编题)探究CO2浓度对水稻生存影 响的实验，设计对照组应该 A.所有条件都相同 B.影响水稻生存的只有CO2浓度 C.除CO2浓度不同外其他条件都相同 D.以上说法都不对 2.（教材改编题)在夏季晴朗无云的白天，10 时左右某植物光合作用强度达到峰值，12 时左右光合作用强度明显减弱。光合作用 强度减弱的原因不可能是 A.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸 作用释放的CO2量大于光合作用固定 的CO2量 B.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分 关闭，进入体内的CO2量减少 C.叶绿体类囊体膜上的部分光合色素被光 破坏，吸收和传递光能的效率降低 D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转 化光能的能力下降 3.(教材改编题)近年来，气候异常现象频繁 发生，高温、低温、干旱、盐碱、强光、弱光等 成为影响小麦光合作用的主要因素。如图 为不同光强下，不同CO2浓度对小麦净光 合速率的影响。下列相关叙述正确的是 2 。高光强 ◇中光强 1 ·低光强 01 ◆ -1 0-1.5 A.CO2浓度为300L·L1时，中光强下小麦 叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率 B.据图可知小麦进行光合作用的最低CO 浓度是200uL·L1 C.在低光强条件下，通过提高CO2浓度可 使光合速率不断增加 D.图中的高光强和1800uL·L1CO2浓 度是小麦生长的最适环境条件 4.(教材改编题)CO2浓度增加会对植物光合 作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘 薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进 2 班级： 姓名： 用的因素与作物种植 钟，满分40分) 合作用的影响（曲线分析）及在农业生产中的应用。 行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2 浓度(375umol·mol1),乙组提供CO2浓 度倍增环境(750mol·mol1),丙组先在 CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前 一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程 保证充足的水分供应，选择晴天上午测定 各组的光合作用速率，结果如图所示。下 列叙述错误的是 解。50 ■甲☑乙口丙 20 大豆甘薯花生水稻棉花 作物种类 A.甲、乙两组结果表明，随CO2浓度增加 植物光合作用速率增大 B.CO2浓度倍增但光合作用速率并未倍 增，限制因素可能是ATP、NADPH或 CO2固定酶不足 C.比较甲、丙两组结果，推测一定是高浓度 CO2降低了CO2固定酶的活性 D.大气CO,浓度升高导致环境变化的负面 作用会抵消大气CO2浓度升高对农作 物产量的促进 5.(教材改编题)图1为实验小组研究光合作 用的实验装置，用打孔器在新鲜的菠菜幼叶 和成熟叶片上打出多个叶圆片（面积和质量 相同)装入含蒸馏水的注射器中，再用气泵 抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的 叶圆片移至含有不同浓度的NaHCO溶液 中（溶液浓度变化对溶液pH的影响忽略不 计，其他实验条件相同)，给予一定的光照， 观察第一片叶圆片上浮所需时间(min),结 果如图2所示。下列叙述正确的是 昌1of 培养皿 ■幼吐 口成熟叶 入 2 叶圆片NaHCO3溶液 图1 0%1%2%3%4%5%6%NaiC0: 图2 溶液浓度 A.本实验的自变量是不同浓度的NaHCO 溶液、叶片种类和光照时间 B.叶片上浮原因是叶圆片光合作用释放的 氧气充满在细胞间隙 C.NaHCO3溶液浓度为1%~4%时，幼叶 的光合作用能力比成熟叶强 D.NaHCO3溶液浓度为3%时适当提高温 度，叶圆片上浮时间延长，则该温度已超 过总光合作用的最适温度 6.(教材改编题)某研究小组测定了植物甲和 乙在一定的CO2浓度和适宜温度条件下， 光合速率随光照强度的变化，结果如图所 示。下列叙述错误的是 4 3 2 1 0 h c光照强度 A.在光照强度为b时，限制甲、乙植物光合作 用的因素分别是C○，浓度和光照强度 B.在光照强度为b时，甲、乙两种植物固定的 C02量的差值是-1 C.同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同 的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同 D.若甲植物在缺镁的环境中生长一段时间， 其光补偿点和光饱和点分别向右、左移动 非选择题 7.(11分，2026云南名校月考)玉米一大豆套 种在华北和西南地区是非常常见的生产模 式，但高低作物套种模式会导致“荫蔽胁 迫”，可能会造成处于弱光环境的作物产量 下降。研究表明，若前期经过“荫蔽锻炼”， 会使植物产生“抗逆境记忆”，提高后期的 耐受能力，能使产量增加。研究人员将大 豆分为三组，在相同的时间内，第一组在实 验过程中持续照光(LLLL组)，第二组照光 后进行弱光逆境处理(LLLS组)，第三组进 行照光一荫蔽锻炼一照光一弱光逆境处理 (LFLS组)，检测三组大豆叶片叶绿素含 量、净光合速率，实验结果如表所示。回答 下列问题： 净光合速率 叶绿素a含量/叶绿素b含量/ 组别 (umolCO2· (mg·g1) (mg·g1) m2·s1) LLLL 1.754 0.408 4.62 LLLS 1.577 0.466 9.78 LFLS 1.749 0.543 10.81 28 (1)该实验的目的是 (2)绿叶中的光合色素除表中显示的以外， 还有 ,它们主要吸收 光用于光合作用。 (3)根据表中实验数据，说明“荫蔽锻炼”使 植物产生“抗逆境记忆”的机理是 (4)尽管经过“荫蔽锻炼”的大豆光能转化 率高于正常光照组，能否就此推出荫蔽环 境下的大豆产量一定高于正常组？ ,并说明原因： 8.(11分，2025黑吉辽内蒙卷)Rubisco是光 合作用暗反应中的关键酶。科研人员将 Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获 得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了 相关研究。实验结果表明，这一改良提高 了该作物的光合速率（如图）和产量潜力。 回答下列问题： 今40m +S+补光 日35 ① B WT ③ 20 250300350 g胞间CO.浓度/(momo-1) 注：光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催 化 与CO2结合。部分产物经过一 系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转 换是 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点 时，曲线②与③重合是由于 不足，A点之前曲线①和②重合的最 主要的限制因素是 胞间CO2浓度为300umol·mol1时，曲线 ①比②的光合速率高的具体原因是 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度 条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比 WT植株更快。使用同位素标记的方法设 计实验直接加以验证，简要写出实验思路：参考答案及解析 CO2的物质有PEP(CO2与PEP生成OAA)和C (CO2与C,生成PGA)。夜晚菠萝细胞只进行细胞 呼吸，消耗NADH的场所有细胞质基质（无氧呼吸） 和线粒体内膜（有氧呼吸）。 (3)中午12点，降低环境中的CO2浓度，其他条件不 变，由于菠萝细胞白天气孔关闭，环境中的CO,浓度 变化不会影响胞间CO2浓度变化，进而不会影响叶 肉细胞内C合成速率。 (4)分析题图可知，白天时，植物光合作用需要消耗 CO2,苹果酸通过过程b运出液泡，在细胞质中分解 产生CO2来参与暗反应。夜间气孔开放，从外界吸 收的CO2,与PEP发生系列反应生成苹果酸，及时通 过过程a将苹果酸运进液泡中，其生理意义包括两方 面：一方面促进CO2与PEP生成OAA进而生成苹 果酸，另一方面避免苹果酸降低细胞质基质的H,影 响细胞质基质内的反应。 8.(12分，除标注外，每空1分) (1)过多的光能通过将电子转移到PQ,重新传递回 PSI,进而最终传递给NADP生成NADPH,以免 过多的eˉ传递给O2产生大量ROS,降低对光合结构 的损伤风险(2分) (2)①都可以发生CO2的固定和C的还原玉米叶 肉细胞中CO2首先与PEP结合经PEP羧化酶催化 生成C4,然后C,进入维管束鞘细胞释放出CO2参与 卡尔文循环；小麦叶肉细胞中CO2直接与RuBP结合 经RuBP羧化酶催化参与卡尔文循环(2分) ②低对CO2具有更强的亲和力，能在较低浓度的 CO2条件下固定CO2(2分) ③玉米玉米的CO2补偿点低，在高温、光照强烈、 干旱条件下，气孔关闭导致细胞间隙CO2浓度降低 时，玉米能利用较低浓度的CO2进行光合作用(2分) 小麦 【解析】(1)当光能过时，Fd并没有将电子直接传 递给NADP+,而是直接转移到PQ再重新传递回 PSI,减少了电子传递给O2的量，从而减少ROS的 产生，因为ROS可破坏PSⅡ反应中心的D1蛋白，通 过这种环式电子传递，降低了对光合结构的损伤 风险。 (2)①略。 ②据图2分析，玉米的CO,饱和点比小麦低，这说明 PEP羧化酶参与固定CO2的优势是对CO2具有更强 的亲和力，能在较低浓度的CO,条件下固定CO2,使 玉米在较低CO,浓度下就可达到光合饱和。 ③据图2分析，玉米在高温、光照强烈、干旱条件下具 ·22 生物学 有更强的抗逆光合能力。其原因是玉米的CO2补偿 点低，在高温、光照强烈、干旱条件下，气孔关闭导致 细胞间隙CO2浓度降低时，玉米能利用较低浓度的 CO2进行光合作用。由于温室效应，当前地球大气 CO2浓度不断增加，对小麦的光合作用效率的提高更 有利。因为从图2可以看出，在CO2浓度较高时，小 麦光合速率上升幅度较大，而玉米在CO,浓度升高 到一定程度后光合速率上升不明显。 小练14影响光合作用的因素 与作物种植 1.C【解析】在科学探究中，控制变量和设置对照实验 是设计实验方案必须处理好的两个关键问题，要注意 保持变量的唯一。对照实验是指在研究一种条件对 研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之 外，其他条件都相同的实验，该实验的目的是探究 CO2浓度对水稻生存的影响，实验自变量是CO2浓 度。故选C。 2.A【解析】夏季中午气温过高，导致光合酶活性降 低，呼吸酶活性也会受影响，此时植物净光合作用强 度减弱，但呼吸作用释放的CO:量仍小于光合作用 固定的CO2量，A符合题意；夏季中午叶片蒸腾作用 强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减 少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，B不符合题 意；夏季中午气温过高，叶绿体类囊体膜上部分光合 色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低，从而导 致光合作用强度减弱，C不符合题意：夏季中午叶片 蒸腾作用强，暗反应减慢，可导致光反应产物积累，产 生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用 强度明显减弱，D不符合题意。 3.A【解析】据图可知，在中光强、CO2浓度为 300L·L条件下，小麦植株的净光合速率为0，所 以此时小麦叶肉细胞的光合速率等于整个植株的呼 吸速率，即小麦叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速 率，A正确；图中数据未显示小麦进行光合作用的最 低CO2浓度是多少，B错误；由低光强曲线可知在 CO2浓度由200~1800L·L1时，小麦的净光合速 率不断增加，但无法确定超过1800L·L时，光合 速率的变化情况，C错误；因为不能确定CO2浓度高 于1800L·L1和光强再升高后的光合速率如何变 化，故不能确定高光强和1800L·L1CO2浓度是 小麦生长的最适环境条件，D错误。 4.C【解析】甲组提供大气CO2,乙组提供CO2浓度 倍增环境，乙组的光合速率大于甲组，说明随着CO2 生物学 浓度增加，植物的光合作用速率增大，A正确；对比 甲、乙两组可知，在CO2浓度倍增时，光合作用速率 并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是 ATP和NADPH的供应限制、固定CO的酶活性或 含量不够高、有机物在叶绿体中积累较多等，B正确： 丙组的光合速率比甲组的低，可能的原因是植物长期 处于CO2浓度倍增环境下，降低了CO2固定酶的活 性或含量，当恢复到大气CO后，已降低的该酶的活 性或含量未能恢复，但却失去了高浓度C)2的优势， 因此表现为比大气CO2浓度更低的光合速率，C错 误；大气CO2浓度升高可导致温室效应，使全球气温 升高，气温上升会使部分气孔关闭，植物对CO2的吸 收减少，暗反应降低，光合产量下降，D正确。 5.B【解析】据题意可知，实验的自变量是不同浓度的 NaHCO3溶液、叶片种类，光照是无关变量，叶片上浮 所需时间是因变量的检测指标，A错误；该实验利用 真空渗水法排除叶肉细胞间隙空气，充以水分，使叶 片沉于水中，叶片上浮的原因是叶圆片光合作用释放 的氧气充满在细胞间隙时，增加了叶圆片的浮力，B 正确；当NaHCO2溶液浓度为1%~4%时，相同浓度 下，幼叶上浮时间均此成熟叶长，可能是幼叶的光合 作用能力比成熟叶弱，C错误：当NaHCO3溶液浓度 为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时 间延长，该现象只能说明适当提高温度会导致净光合 速率下降，不能表明提高后的温度已超过总光合作用 的最适温度，D错误。 6.C【解析】光照强度为b时，甲已达到最大光合速 率，限制其光合作用的因素是CO2浓度，而乙的光合 速率随光照强度增加而增强，所以限制乙光合作用的 因素是光照强度，A正确；在光照强度为b时，植物甲 的净光合速率与植物乙的相同，二者呼吸速率差值为 一1，因此两种植物固定的CO2量的差值是一1，B正 确：同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本 原因是遗传物质不同，C错误；甲植物在缺镁的环境 中生长一段时间后，因叶绿素含量减少，导致其光合 速率降低，而呼吸速率不变，所以只有增强光照强度 才能使光合速率与呼吸速率相等，即光补偿点向右移 动，由于其光合速率降低，达到最大光合速率时需要 的光照强度会降低，故光饱和点向左移动，D正确。 2 参考答案及解析 R方法技巧 多因素对光合作用强度的影响 高光强 工88 中光强 低光强 10℃ Q光照强度 Q温度 高C02浓度 十中C0,浓度 低C02浓度 OP ?光照强度 (1)综合分析以上三图，可知：在P点之前，限制光 合速率的因素为横坐标所表示的因素，随着其不断 增大，光合速率不断提高。 (2)在Q点之后，若想提高光合速率，可适当提高除 横坐标之外的其他因素。 7.(11分，除标注外，每空2分) (1)探究弱光和荫蔽锻炼对大豆光合作用（叶绿素含 量和净光合速率等相关指标)的影响 (2)叶黄素、胡萝卜素蓝紫 (3)植物经“荫蔽锻炼”，恢复了叶绿素a的含量，提高 了叶绿素b的含量，进而提高净光合速率 (4)不能(1分)不确定正常光照和荫蔽环境下大豆 的叶片数目是否相同（合理即可） 【解析】(1)分析表格可知，本实验分为3组，第一组 为对照组，第二组和第三组分别是进行了弱光逆境和 荫蔽锻炼处理，因变量是大豆叶片叶绿素a、b含量、 净光合速率等，故该实验的目的是探究弱光逆境和荫 蔽锻炼对大豆光合作用（叶绿素含量和净光合速率等 相关指标)的影响。 (2)光合色素主要有叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶 绿素b:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光。 (3)根据表中实验数据，与持续照光相比，荫蔽锻炼处 理下，植物叶片的叶绿素a含量变化不大，但叶绿素 b含量增加，结合第二组弱光逆境处理可知，荫蔽锻 炼处理使叶片中叶绿素a的含量得到恢复，叶绿素b 含量增加，说明荫蔽锻炼使植物产生“抗逆境记忆”的 机理是恢复了叶绿素a的含量，还显著提高了叶绿素 b的含量，进而提高净光合速率。 (4)叶片数量也能影响植物的光合作用，不确定正常 光照和荫蔽环境下大豆的叶片数目是否相同，因此不 能推出荫蔽环境下的大豆产量一定高于正常组。 8.(11分，除标注外，每空1分) (1)基质C,ATP和NADPH中活跃的化学能转 化为有机物(CHO)中稳定的化学能(2分) 参考答案及解析 (2)光照强度CO2浓度曲线①光照强度高，光反 应速率快，可产生更多的ATP和NADPH,使暗反应 速率加快，光合速率高(2分) (3)用C标记CO2,分别将S植株与WT植株置于 相同的饱和光照和适宜“CO浓度条件下，定时检测 C放射性强度，比较S植株与WT植株的C3生成速 率(3分) 【解析】(I)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶， 暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体 基质中催化C与CO2结合生成C3。在C的还原过 程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过 一系列反应形成(CHO),这一过程中能量转换是 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物 (CH2O)中稳定的化学能。 (2)曲线①②的自变量是有无补光（光照强度），曲线 ②③的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的 含量)。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲 线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定 CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线② 与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率 的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线① 有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照 强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之 前曲线①和②重合，此时最主要的限制因素是CO2 浓度。胞间CO2浓度为300umol·mo时，曲线① 比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高， 光反应速率快，可产生更多的ATP和NADPH,使暗 反应速率加快，光合速率高。 (3)略。 小练15光合作用的经典实验及 光合速率和呼吸速率的测定 1.C【解析】希尔反应是离体的叶绿体（悬浮液中有 H2O,没有CO2)在光照条件下发生水的光解、产生氧 气，希尔反应中有H2O,没有合成糖的另一种必需原 料一CO2,说明水的光解和糖的合成不是同一个化 学反应，A正确；阿尔农发现光合作用中叶绿体合成 ATP总是与水的光解相伴随，B正确：鲁宾和卡门用 稳定同位素18O分别标记H2O和CO2,C错误；恩格 尔曼实验中用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌集 中分布在叶绿体的照光部位，直接证明了叶绿体吸收 光能用于光合作用放氧，将装置放在光下，好氧细菌 分布在叶绿体所有受光的部位，可排除好氧细菌由于 具有趋光性而集中在极细光束照射部位，D正确。 ·2 生物学 2.D【解析】据图分析，甲、乙、丙分别为叶绿素b、类 胡萝卜素、叶绿素a。类胡萝卜素在层析液中溶解度 最大，因而上升的距离最大，Rf值最大：其次为叶绿 素a,再次为叶绿素b,所以Rf值由大到小依次为乙、 丙、甲。故选D。 3.C【解析】装置1中，NaOH会吸收容器中CO,在 黑暗条件下测定植物吸收O2的量代表有氧呼吸强 度，有氧呼吸消耗。2，导致容器内气体体积减小，故 适宜温度条件下红色液滴左移，A正确；由分析可知 装置1中液滴会左移，若装置1和2中液滴的移动方 向相反，则装置2中的液滴右移，说明植物光合作用 强度大于呼吸作用强度，植物能正常生长，B正确：装 置1、2测定的液滴移动结果分别是植物的呼吸速率 和净光合速率，为了排除环境因素（如气压或温度等 改变)对装置气体的影响，两组装置均需要设置对照 实验，即用等量死亡的绿色植物分别进行上述实验， 根据液滴移动距离对原实验结果进行校正，校正后的 两组结果之和是植物总光合速率，C错误；在不同条 件下植物的净光合速率可能大于、等于或小于0，所 以装置2的液滴移动方向可能右移、不动或左移，当 液滴左移时但移动距离小于装置1的距离，说明植物 进行光合作用，植物叶绿体能产生NADPH和ATP, D正确。 名师提醒净光合作用与植物体的生长 在植物体中，只有部分细胞可以进行光合作用，但 所有细胞都要进行呼吸作用，只有该植物体的总光合 :作用大于该植物体的总呼吸作用时，才代表植物体能 够正常生长。 4.C【解析】希尔的实验中将叶绿体离体进行实验，可 排除呼吸作用对实验的干扰，A正确；美国几位科学 家用水和碳酸氢盐进行光合作用的实验，其中碳酸氢 盐可为小球藻提供二氧化碳，B正确；希尔的实验说 明光合作用释放的氧气中的氧原子不来自二氧化碳， 但不能证明仅来自水，C错误；题图中三组释放的O2 中8O的比例与水中8O的比例接近，而与碳酸氢盐 中8O的比例明显不同，可证明光合作用产生的O2 来自H2O,而不是CO2,D正确。 5.D【解析】卡尔文等以同位素标记的“CO,为光合 作用的原料，给予小球藻充足的光照，每隔一定时间 取样并用一定的方法测定被“C标记的化合物出现 时间的先后，推测暗反应的过程，所以该实验的自变 量是照光时间，因变量是“C标记的化合物出现的先 后顺序，A正确：将样品立即加入到煮沸的甲醇中其