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课时跟踪检测（十四） 影响光合作用的因素及应用
一、选择题
1.(2025·沈阳模拟)将新疆的哈密瓜引种到南方地区，为尽量保持其原有的产量和甜味，所采用的措施不包括(　 )
A.适当延长光照时间
B.采用一定的紫外线和红外线照射
C.适当增加昼夜温差
D.适当增加光照强度
2.高温往往使植物叶片变黄、变褐，研究发现，平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　 )
A.细胞呼吸变强，消耗大量养分
B.光合作用强度减弱，有机物合成减少
C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
3.某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　 )
A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
4.(2025·福州模拟)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是(　 )
项目 A植物 B植物
光合速率与呼吸速率 相等时光照强度/klx 1 3
光饱和时光照强度/klx 3 9
光饱和时CO2吸收量 11 30
黑暗条件下CO2释放量 5.5 15
注：光饱和：当光照强度增加到某一个值后，再增加光照强度，光合作用强度也不增加的现象。CO2吸收量和释放量的单位均为mg/(100 cm2叶·h)。
A.与B植物比，A植物是在弱光条件下生长的植物
B.当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率的限制因素主要是H2O
C.当光照强度为1 klx时，对A植物叶肉细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量
D.当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为1.5 mg/(100 cm2叶·h)
5.(2025·武汉模拟)将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15 ℃、25 ℃和35 ℃，改变光照强度，测定CO2的吸收速率如图所示。下列叙述错误的是(　 )
A.温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量
B.A点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体
C.当光照强度大于7时，光照强度不是限制光合速率的主要因素
D.当光照强度大于8时，25 ℃条件下有机物的合成速率与15 ℃相等
6.将植株置于透明密闭容器内，测量容器中CO2的浓度变化情况。在光合作用最适温度条件下，用一定强度的光照处理30分钟，容器中CO2的浓度由2 000 ppm 降低到180 ppm。随后将装置置于相同温度的黑暗条件下30分钟，容器中CO2的浓度上升到600 ppm。下列叙述正确的是(　 )
A.前30分钟CO2减少量可表示该植株的实际光合速率大小
B.经完整1小时处理后，该植株有机物含量会增加
C.光照条件下，提高环境温度会加快植物细胞对CO2的固定
D.若后30分钟继续光照会使容器中CO2含量持续下降直至为零
7.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
8.(2025·安顺模拟)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
9. (2025·青岛模拟)某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以LED灯作为光源，移动LED灯调节其与大试管的距离，分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　 )
A.该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B.A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度
C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用
D.若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动
10.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
二、非选择题
11.(8分)(2025·昆明模拟)光吸收是光反应最初始的反应，又称原初反应，是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。研究人员以天竺葵为实验材料，研究光吸收对其光合速率的影响，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)已知光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，请根据光极限的概念，结合图示信息，给CO2极限下个定义：CO2极限是指　。(2分)
(2)达到CO2极限时，限制光合速率的外界因素可能是　　　　　　　(写出两个)。(2分)
(3)在呼吸最适温度下适当升温，若光合速率增大，则图示光补偿点应该 　　　　　　(填“向左移动”“向右移动”或“基本不会移动”)。(2分)
(4)若将实验材料改成大田作物群体，则对应的光极限范围应该　　　　 　　　(填“变得更大”“变得更小”或“基本不会发生改变”)。(2分)
12.(8分)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收　　　　　光。(1分)
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是　。(4分)
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制　　　　(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过　　　　　　　　　　　　　发挥作用。(3分) 课时跟踪检测（十四） 影响光合作用的因素及应用
一、选择题
1.(2025·沈阳模拟)将新疆的哈密瓜引种到南方地区，为尽量保持其原有的产量和甜味，所采用的措施不包括(　 )
A.适当延长光照时间
B.采用一定的紫外线和红外线照射
C.适当增加昼夜温差
D.适当增加光照强度
解析：选B　适当延长光照时间可以提高光合作用合成的有机物的量，有助于提高农作物的产量，可以达到目的，A不符合题意；采用一定的紫外线和红外线照射不能起到提高光合速率的作用，因为紫外线和红外线不是可见光，不能被植物吸收，因而不能达到目的，B符合题意；适当增加昼夜温差将减少呼吸作用消耗的有机物，有利于有机物的积累，从而提高产量，可以达到目的，C不符合题意；适当增加光照强度可以提高光合速率，有助于提高农作物的产量，可以达到目的，D不符合题意。
2.高温往往使植物叶片变黄、变褐，研究发现，平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　 )
A.细胞呼吸变强，消耗大量养分
B.光合作用强度减弱，有机物合成减少
C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
解析：选D　在一定温度范围内，随着温度的升高，呼吸酶的活性增强，细胞呼吸变强，消耗大量养分，A正确；高温使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C正确；高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH和ATP减少，D错误。
3.某小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是(　 )
A.本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
解析：选B　本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现)，温度、光照等属于无关变量，应相同且适宜，A错误；实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理，叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大，叶圆片上浮所需时间越短，B正确；四组实验中，0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长，表明其光合速率最低，C错误；若从适宜温度降低到4 ℃，与光合作用相关的酶活性降低，导致光合速率降低，则各组叶圆片上浮所需时长均会延长，D错误。
4.(2025·福州模拟)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是(　 )
项目 A植物 B植物
光合速率与呼吸速率 相等时光照强度/klx 1 3
光饱和时光照强度/klx 3 9
光饱和时CO2吸收量 11 30
黑暗条件下CO2释放量 5.5 15
注：光饱和：当光照强度增加到某一个值后，再增加光照强度，光合作用强度也不增加的现象。CO2吸收量和释放量的单位均为mg/(100 cm2叶·h)。
A.与B植物比，A植物是在弱光条件下生长的植物
B.当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率的限制因素主要是H2O
C.当光照强度为1 klx时，对A植物叶肉细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量
D.当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为1.5 mg/(100 cm2叶·h)
解析：选B　由于A植物在光饱和时的光照强度低于B植物，所以与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物，A正确；B植物的光饱和点为9 klx，当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率的限制因素主要是温度、CO2浓度等，B错误；当光照强度为1 klx时，A植物光合作用强度和呼吸作用强度相等，此时对A植物内叶肉细胞来说，光合作用强度大于呼吸作用强度，故叶绿体消耗的CO2量(总光合量)大于细胞呼吸产生的CO2量，C正确；当光照强度为3 klx时，A植物固定的CO2量为11+5.5=16.5[mg/(100cm2叶·h)]，而B植物此时光合速率等于呼吸速率，固定的CO2量为15mg/(100 cm2叶·h)，故两者固定的CO2量的差值为1.5 mg/(100 cm2叶·h)，D正确。
5.(2025·武汉模拟)将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15 ℃、25 ℃和35 ℃，改变光照强度，测定CO2的吸收速率如图所示。下列叙述错误的是(　 )
A.温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量
B.A点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体
C.当光照强度大于7时，光照强度不是限制光合速率的主要因素
D.当光照强度大于8时，25 ℃条件下有机物的合成速率与15 ℃相等
解析：选D　由题意可知，温度和光照强度是该实验的自变量，CO2浓度和水分是无关变量，A正确；分析题图可知，A点时光照强度为0，所以该植物叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，B正确；当光照强度大于7时，在温度为15 ℃、25 ℃和35 ℃条件下，CO2吸收速率(相对值)都不随光照强度增加而增加，说明光照强度不是限制光合速率的主要因素，C正确；有机物的合成速率表示总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，当光照强度大于8时，25 ℃条件下和15 ℃条件下净光合速率相等，但两种温度下呼吸速率不相等，故25 ℃条件下有机物的合成速率与15 ℃不相等，D错误。
6.将植株置于透明密闭容器内，测量容器中CO2的浓度变化情况。在光合作用最适温度条件下，用一定强度的光照处理30分钟，容器中CO2的浓度由2 000 ppm 降低到180 ppm。随后将装置置于相同温度的黑暗条件下30分钟，容器中CO2的浓度上升到600 ppm。下列叙述正确的是(　 )
A.前30分钟CO2减少量可表示该植株的实际光合速率大小
B.经完整1小时处理后，该植株有机物含量会增加
C.光照条件下，提高环境温度会加快植物细胞对CO2的固定
D.若后30分钟继续光照会使容器中CO2含量持续下降直至为零
解析：选B　前30分钟CO2减少量可表示该植株的净光合速率大小，A错误；经过完整的1小时处理后，容器中CO2浓度由2 000 ppm 降到600 ppm，减少的CO2用于光合作用合成有机物，因此该植株的有机物含量会增加，B正确；在光合作用最适温度条件下，提高环境温度会降低与光合作用有关酶的活性，从而减慢植物细胞对CO2的固定，C错误；由于密闭容器内的CO2含量有限，若后30分钟继续光照，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，进而光合作用强度随之降低，当CO2浓度降低到一定水平时，植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等，则装置内的CO2浓度就保持相对稳定，即若后30分钟继续光照会使容器中CO2含量下降直至保持相对稳定，D错误。
7.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
解析：选D　7时至17时净光合速率两次降低的限制因素不同，第一次下降是由于气孔部分关闭，CO2供应不足，第二次下降是由于光照减弱，A错误；暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，因此暗反应速率不可能远高于光反应速率，B错误；7时至17时净光合速率大于0，黄瓜叶片的干重不断增大，C错误；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。
8.(2025·安顺模拟)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
解析：选C　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；当种植密度过大时，植物叶片相互遮挡，光照强度减弱，由题图可知，在光照减弱过程中甲的净光合速率下降幅度更大，B正确；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，但由于二者的呼吸速率未知，故无法比较光合速率，C错误；当光照强度大于a时，乙植物即将达到光饱和点，而甲的光合速率还在随光照强度的增加而增加，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。
9. (2025·青岛模拟)某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以LED灯作为光源，移动LED灯调节其与大试管的距离，分别在10 ℃、20 ℃和30 ℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　 )
A.该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B.A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度
C.B点条件下伊乐藻能进行光合作用
D.若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动
解析：选D　若培养液中缺镁，会导致叶绿素合成受阻，从而使相同光照时的光合速率降低，而呼吸速率不变，需要增大光照强度来增大光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即B点向左移动，D错误。
10.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
解析：选B　据图可知，D点相对于A点，容器内CO2的浓度降低，说明植物体中有机物增加，A错误；由题图分析可知，光照强度X2>X1，则光照强度由X1到X2短时间内叶绿体中C3减少，B正确；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CO2浓度，C错误；NADH在呼吸作用过程中产生，B~D段叶肉细胞产生NADH的场所有线粒体和细胞质基质，叶绿体产生NADPH，D错误。
二、非选择题
11.(8分)(2025·昆明模拟)光吸收是光反应最初始的反应，又称原初反应，是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。研究人员以天竺葵为实验材料，研究光吸收对其光合速率的影响，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)已知光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，请根据光极限的概念，结合图示信息，给CO2极限下个定义：CO2极限是指　。(2分)
(2)达到CO2极限时，限制光合速率的外界因素可能是　　　　　　　(写出两个)。(2分)
(3)在呼吸最适温度下适当升温，若光合速率增大，则图示光补偿点应该 　　　　　　(填“向左移动”“向右移动”或“基本不会移动”)。(2分)
(4)若将实验材料改成大田作物群体，则对应的光极限范围应该　　　　 　　　(填“变得更大”“变得更小”或“基本不会发生改变”)。(2分)
解析：(1)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。通过图示曲线可知，CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。(2)影响植物光合速率的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度、水等，当达到CO2极限时，光合作用吸收CO2量不再随光吸收的增加而上升，则限制光合速率的因素不再是光吸收(光照强度)，可能是温度、CO2浓度等。(3)在呼吸最适温度下适当升温，则呼吸速率下降，若光合速率增大，则图示中的光补偿点(光合速率=呼吸速率)应该向左移动。(4)大田作物群体对光能的利用更充分，光饱和点较单个叶片更大，所以光极限范围会变得更大。
答案：(1)光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围　(2)CO2浓度、温度　(3)向左移动　(4)变得更大
12.(8分)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收　　　　　光。(1分)
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是　。(4分)
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制　　　　(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过　　　　　　　　　　　　　发挥作用。(3分)
解析：(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。(2)影响光合作用的因素有光照强度、CO2浓度、温度、酶活性、色素含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有C5供应不足、与暗反应相关的酶有限、CO2供应不足。强光照射后短时间内，氧气的产生速率继续增加的原因是光反应速率增加，水光解产生氧气的速率增加。(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能是通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
答案：(1)蓝紫　(2)C5供应不足、与暗反应相关的酶有限、CO2浓度有限(合理即可)　光能的吸收速率继续增加，使水的光解速率继续增加　(3)减弱　促进光反应关键蛋白的合成

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