第三單元課時(shí)練14光合作用的影響因素及其應(yīng)用選擇題1～2題，每小題5分，3～9題，每小題6分，共52分。一、選擇題1.如圖所示裝置可用來(lái)探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。根據(jù)該圖的材料及設(shè)置，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．葉圓片上浮說(shuō)明葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度B．實(shí)驗(yàn)前將各葉圓片內(nèi)的氣體排出，其目的是排除原有氣體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾C．最直接的凈光合速率觀測(cè)指標(biāo)是相同時(shí)間內(nèi)葉圓片上浮的數(shù)量D．此裝置也可以用于探究CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響2．(2024·黃岡期末)西洋參易受干旱脅迫而影響生長(zhǎng)。檢測(cè)西洋參在重度干旱條件下光合作用的相關(guān)指標(biāo)，結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是()A．CO2的固定速率隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)而上升B．干旱既影響光反應(yīng)又影響暗反應(yīng)C．胞間CO2濃度僅受氣孔導(dǎo)度影響D．降低氣孔導(dǎo)度不利于西洋參適應(yīng)干旱環(huán)境3.(2022·北京，2)光合作用強(qiáng)度受環(huán)境因素的影響。車(chē)前草的光合速率與葉片溫度、CO2濃度的關(guān)系如圖。據(jù)圖分析不能得出()A．低于最適溫度時(shí)，光合速率隨溫度升高而升高B．在一定的范圍內(nèi)，CO2濃度升高可使光合作用最適溫度升高C．CO2濃度為200μL·L－1時(shí)，溫度對(duì)光合速率影響小D．10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高4.(2024·襄陽(yáng)期中)已知小麥光合作用最適溫度為25℃，細(xì)胞呼吸最適溫度為30℃，科學(xué)家研究小麥30℃時(shí)光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系，得到如圖所示曲線。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．在25℃條件下研究時(shí)，cd段位置會(huì)上移，a點(diǎn)會(huì)上移B．b點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體C．其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，b點(diǎn)將向左移動(dòng)D．c點(diǎn)之后小麥光合作用強(qiáng)度不再增加可能與光合色素的量有關(guān)5．為探究不同光質(zhì)對(duì)玉米光合速率的影響，在大田條件下，以玉米ZD958為供試材料設(shè)置3種光質(zhì)處理，分別為紅色膜(R)、藍(lán)色膜(B)和綠色膜(G),以白色膜作為對(duì)照(CK),結(jié)果如表所示。下列分析錯(cuò)誤的是()處理凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)胞間CO2濃度/(μmol·mol－1)氣孔導(dǎo)度/(μmol·m－2·s－1)CK30.3159.7271.0B22170.2199.6R18.9185.5184.3G16.1217.5171.2A.CO2作為光合作用的原料由C5固定進(jìn)入卡爾文循環(huán)B．不同光質(zhì)處理下凈光合速率下降是氣孔限制因素引起的C．綠色膜處理組的藍(lán)紫光和紅光減少，導(dǎo)致植物光合速率下降D．光質(zhì)、CO2濃度和溫度都是影響玉米光合速率的主要環(huán)境因素6．(2024·湖北鄂東南聯(lián)考)圖甲表示不同光照強(qiáng)度下，無(wú)機(jī)磷濃度對(duì)大豆葉片凈光合速率的影響；圖乙為16h光照、8h黑暗條件下，無(wú)機(jī)磷濃度對(duì)大豆葉片淀粉和蔗糖積累的影響。下列有關(guān)敘述正確的是()A．大豆吸收的磷用于合成磷脂、脂肪、ATP等物質(zhì)B．圖甲OA段，無(wú)機(jī)磷不是其光反應(yīng)的主要限制因素C．與低磷相比，高磷條件更利于葉片積累淀粉D．24h時(shí)葉片中高磷條件下的淀粉與高磷條件下的蔗糖含量相同7．(2025·安徽天域大聯(lián)考)葉綠體隨著光照強(qiáng)度的變化，在細(xì)胞中的分布和位置也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，稱(chēng)為葉綠體定位。野生型(WT)擬南芥葉片呈深綠色，對(duì)葉片的一部分(整體遮光，中部留出一條窄縫)強(qiáng)光照射1h后，被照射的窄縫處變成淺綠色(提示葉綠體發(fā)生了遷移)，而突變體chup1－2葉片(CHUP1基因突變)經(jīng)強(qiáng)光照射后葉色不變，實(shí)驗(yàn)過(guò)程和原理如圖所示。已知CHUP1基因編碼的CHUP1蛋白能與葉綠體移動(dòng)有關(guān)的肌動(dòng)蛋白(構(gòu)成細(xì)胞骨架中微絲蛋白的重要成分)相結(jié)合。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．強(qiáng)光照射后，野生型細(xì)胞中的葉綠體發(fā)生了位置和分布的變化，以減少?gòu)?qiáng)光的傷害B．若破壞細(xì)胞微絲蛋白后葉綠體定位異常，推測(cè)微絲蛋白可能與葉綠體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)C．在弱光照射下，CHUP1蛋白缺失的葉肉細(xì)胞中葉綠體的定位和分布是正常的D．CHUP1蛋白缺失型擬南芥比野生型擬南芥在弱光下暗反應(yīng)生成C5的速率低8．滸苔是一種生活在潮間帶的大型綠藻，為避免過(guò)高的光強(qiáng)對(duì)其造成損傷，進(jìn)化出了多種適應(yīng)機(jī)制，其中NPQ(非光化學(xué)淬滅：光合色素吸收的部分光能不用于光合電子傳遞途徑的ATP合成，而以熱能的形式耗散)是一種重要的快速能量耗散機(jī)制。為探究高光脅迫對(duì)滸苔NPQ的影響及NPQ變化原因，研究人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A．采用紙層析法分離滸苔光合色素，濾紙條由上至下第三條色素帶呈黃綠色B．葉黃素循環(huán)和跨類(lèi)囊體膜質(zhì)子梯度促進(jìn)滸苔NPQ的產(chǎn)生，且后者影響更顯著C．其他條件不變，在高光環(huán)境下，滸苔的二氧化碳飽和點(diǎn)更高D．高光照下滸苔的NPQ增強(qiáng)，細(xì)胞損傷減少，但光能利用率下降9.(2024·武漢二模)氣孔導(dǎo)度(植物葉片氣孔張開(kāi)的程度)受CO2濃度、光照強(qiáng)度、溫度等多種環(huán)境因素的影響，其也會(huì)影響植物光合作用、蒸騰作用等生命活動(dòng)。研究人員測(cè)量某植物在不同CO2濃度和光照強(qiáng)度下的氣孔導(dǎo)度，繪制出圖示立體圖。下列敘述正確的是()A．氣孔導(dǎo)度達(dá)到最大時(shí)，植物的光合作用強(qiáng)度將達(dá)到最大B．170ppmCO2濃度時(shí)，適當(dāng)提高光照強(qiáng)度會(huì)增加氣孔導(dǎo)度C．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，氣孔導(dǎo)度不受CO2濃度增加的影響D．CO2濃度和光照強(qiáng)度均不變時(shí)，氣孔導(dǎo)度也不會(huì)發(fā)生改變二、非選擇題10．(18分)(2023·江蘇，19)氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①～④表示場(chǎng)所。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在__________(從①～④中選填)；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場(chǎng)所有________(從①～④中選填)。液泡中與氣孔開(kāi)閉相關(guān)的主要成分有H2O、________________(填寫(xiě)2種)等。(2)研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有________(從①～④中選填)。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)產(chǎn)生的________最終通過(guò)電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開(kāi)，其機(jī)理是藍(lán)光激活細(xì)胞膜上的AHA，消耗ATP將H＋泵出膜外，形成跨膜的__________，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K＋等離子。(4)細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成Mal，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降(溶質(zhì)濃度提高)，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞____________________________，促進(jìn)氣孔張開(kāi)。(5)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開(kāi)閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1(葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力)保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2。下列相關(guān)敘述合理的有________。A．淀粉大量合成需要依賴(lài)呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開(kāi)與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D．長(zhǎng)時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉11．(16分)(2023·山東，21)當(dāng)植物吸收的光能過(guò)多時(shí)，過(guò)剩的光能會(huì)對(duì)光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。細(xì)胞可通過(guò)非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過(guò)剩的光能耗散，減少多余光能對(duì)PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個(gè)功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)。科研人員以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時(shí)對(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對(duì)二者的PSⅡ均造成了損傷。(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量為_(kāi)___________________。該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有____________________________________________________________(答出2個(gè)因素即可)。(2)(6分)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，________(填“能”或“不能”)比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱，理由是____________________________________________________。(3)(6分)據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量________(填“多”或“少”)。若測(cè)得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測(cè)，原因是________________________________________________________________________。12．(14分)(2023·重慶，19)水稻是我國(guó)重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。(1)通常情況下，葉綠素含量與植物的光合速率呈正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變體水稻，在強(qiáng)光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者在相同光照強(qiáng)度的強(qiáng)光條件下，測(cè)定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(biāo)(單位省略)，結(jié)果如表。項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化效率類(lèi)囊體薄膜電子傳遞速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突變體0.66199.57.5164.5注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率①類(lèi)囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是__________。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和__________________。②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是________________________。(2)研究人員進(jìn)一步測(cè)定了田間光照和遮陰條件下兩種水稻的產(chǎn)量(單位省略)，結(jié)果如表。項(xiàng)目田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6.936.20突變體7.353.68①在田間遮陰條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個(gè)結(jié)果的內(nèi)因是____________________________，外因是____________________________________。②水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和________________________，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果，推測(cè)兩種水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度)，突變體水稻較野生型__________________(填“高”“低”或“相等”)。答案精析1．A[葉圓片上浮說(shuō)明葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，A錯(cuò)誤。]2．B[隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，CO2的吸收速率降低，胞間CO2濃度增加，說(shuō)明葉肉細(xì)胞固定CO2的速率在下降，A錯(cuò)誤；干旱影響CO2的吸收，從而影響暗反應(yīng)，干旱也會(huì)影響植物吸收水分，從而影響光反應(yīng)，B正確；胞間CO2濃度既受氣孔導(dǎo)度影響，也受葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度的影響，C錯(cuò)誤；降低氣孔導(dǎo)度可減少通過(guò)蒸騰作用散失水分，利于西洋參適應(yīng)干旱環(huán)境，D錯(cuò)誤。]3．D[10℃條件下，CO2濃度為200μL·L－1至370μL·L－1時(shí)，光合速率有顯著提高，而CO2濃度為370μL·L－1至1000μL·L－1時(shí)，光合速率無(wú)明顯的提高，且題圖中只做了三種不同CO2濃度的實(shí)驗(yàn)組，所以不能表明10℃條件下，光合速率隨CO2濃度的升高會(huì)持續(xù)提高，D錯(cuò)誤。]4．C[Mg是構(gòu)成葉綠素的元素，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，葉綠素含量減少，光合作用強(qiáng)度減弱，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不變，b點(diǎn)將向右移動(dòng)，C錯(cuò)誤。]5．B[與對(duì)照組相比，各處理組的氣孔導(dǎo)度顯著下降，但胞間CO2濃度卻顯著上升，這說(shuō)明不同光質(zhì)處理下凈光合速率下降不是氣孔導(dǎo)度引起的，B錯(cuò)誤。]6．B[脂肪由C、H、O構(gòu)成，不含P，A錯(cuò)誤；由圖乙可知，高磷條件下，淀粉含量減少，低磷條件下，淀粉含量增加，C錯(cuò)誤；24h時(shí)葉片中高磷條件下的淀粉與高磷條件下的蔗糖含量的曲線相交，但縱坐標(biāo)所表示的值大小不同，D錯(cuò)誤。]7．C[圖中顯示，在弱光照射下，CHUP1蛋白缺失的葉肉細(xì)胞中葉綠體的定位和分布是不正常的，即葉綠體不會(huì)聚集到光照部位，C錯(cuò)誤；弱光條件下，CHUP1蛋白缺失型擬南芥的葉綠體不會(huì)聚集到照光部位，因而光反應(yīng)比野生型擬南芥弱，產(chǎn)生的ATP和NADPH少，C3還原速率下降，因此，在弱光下暗反應(yīng)生成C5的速率低，D正確。]8．D[紙層析法分離葉綠體中的色素，濾紙條由上至下第三條色素帶為葉綠素a，呈藍(lán)綠色，A錯(cuò)誤；當(dāng)加入DTT或DCCD后，滸苔NPQ相較于高光照組都有所降低，故葉黃素循環(huán)和跨類(lèi)囊體膜質(zhì)子梯度都促進(jìn)了NPQ的產(chǎn)生，當(dāng)抑制葉黃素循環(huán)時(shí)，NPQ下降更顯著，故二者中葉黃素循環(huán)對(duì)NPQ的影響更加顯著，B錯(cuò)誤；高光環(huán)境下滸苔吸收光能更多，但NPQ也會(huì)增強(qiáng)，阻止ATP的合成，故不能判斷高光環(huán)境下滸苔ATP合成量是否增多，也不能斷定其二氧化碳飽和點(diǎn)更高，C錯(cuò)誤；高光照下，滸苔NPQ增強(qiáng)，更多能量以熱能形式耗散，光能利用率降低，D正確。]9．B[氣孔導(dǎo)度隨著CO2濃度的升高而降低，氣孔導(dǎo)度達(dá)到最大時(shí)，CO2濃度較低，植物的光合作用強(qiáng)度不一定最大，A錯(cuò)誤；當(dāng)170ppmCO2濃度時(shí)，適當(dāng)提高光照強(qiáng)度會(huì)增加氣孔導(dǎo)度，B正確；當(dāng)光照強(qiáng)度為0，CO2濃度小于170ppm時(shí)，氣孔導(dǎo)度隨CO2濃度增加而減小，C錯(cuò)誤；氣孔導(dǎo)度受CO2濃度、光照強(qiáng)度、溫度等多種環(huán)境因素的影響，當(dāng)CO2濃度和光照強(qiáng)度均不變時(shí)，氣孔導(dǎo)度也可能會(huì)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。]二、非選擇題10．(1)④④①K＋(Cl－等無(wú)機(jī)離子)、蘋(píng)果酸(Mal等有機(jī)酸)(2)①②④丙酮酸NADH(3)H＋電化學(xué)勢(shì)能(H＋濃度差)(4)吸水膨脹(5)ABD解析(1)光能轉(zhuǎn)化成NADPH在葉綠體④中生成。固定CO2形成的有機(jī)酸(三磷酸甘油酸、草酰乙酸)還原發(fā)生在葉綠體④以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①中，液泡中的物質(zhì)組成可通過(guò)圖中信息或已掌握的背景知識(shí)給出答案：K＋(Cl－等無(wú)機(jī)離子)、蘋(píng)果酸(Mal等有機(jī)酸)。(2)ATP形成的場(chǎng)所主要有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①、線粒體②和葉綠體④。有氧呼吸途徑中，細(xì)胞質(zhì)中的丙酮酸進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)氧化產(chǎn)生的NADH通過(guò)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈氧化，形成跨膜的電化學(xué)勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)ATP的合成。(3)H＋－ATP泵可將H＋泵出膜外，形成跨膜的電化學(xué)梯度，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K＋等，導(dǎo)致氣孔細(xì)胞吸水。(5)基