环境因素影响光合速率(一)

[A级　新教材落实与巩固]

1．光合强度可以用多种指标表示，以下不适合的是(　A　)

A．植物体鲜重增加量　

B．植物体干重增加量

C．O2释放量　

D．CO2吸收量

【解析】光合作用是植物利用CO2和水合成有机物的过程，根据光合作用化学反应式，可以用O2释放量、CO2吸收量或三碳糖生成量来表示光合强度。在植物鲜重中，水分占有最大比例，而光合作用强度是以合成有机物多少作为衡量标准，因此植物鲜重不宜作为表示光合强度的指标。

2．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随着增加，主要限制因素是(　B　)

A．细胞呼吸和碳反应    B．光反应

C．碳反应    D．细胞呼吸

【解析】提高二氧化碳浓度，碳反应速率增加，但是由于光照较弱，光反应受到限制，故光合作用速率没有增加，选B。

3．阴暗环境中适当提高光强度可以提高光合速率的根本原因是(　B　)

A．加快CO2的固定过程

B．光反应速率加快

C．使叶绿体中五碳糖含量增加

D．提高碳反应过程中相关酶的活性

【解析】提高光强度，光合色素吸收的光增多，光反应增强，从而提高光合速率，B正确。

4．光强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，如图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，请指出正确的图解是(　C　)

【解析】一天中，由于光强度发生变化，光合作用的速度也会发生相应的变化。上午，随着光强度的增强，光合强度也随之增强；中午，强光和高温使蒸腾作用加强，植物气孔关闭，二氧化碳供应量减少，光合作用强度略有下降；此后光强度和温度逐渐降低，蒸腾作用减弱，气孔开放程度增加，光合作用强度先增后降。综上分析，C项正确，A、B、D三项均错误。

5．如图曲线a表示某种植物在最适温度和CO2浓度恒定的条件下，光合作用强度随光强度变化的曲线，若在B点时改变某种环境条件，结果发生了如曲线b所示的变化，则改变的环境因素是(　C　)

A.适当提高温度    B．增大光强度

C．适当增加CO2浓度    D．增加酶的数量

【解析】由于曲线a表示植物处于最适温度时的光合作用强度，因此适当提高温度，酶的活性降低，使光合作用强度减弱，A错误；分析题图可知，B点之后光强度已不再是限制光合作用的因素，光强度增加，光合作用强度不会增强，B错误；由于CO2是光合作用的原料，B点CO2浓度增加，光合作用强度会增强，C正确；酶的数量不是环境因素，D错误。

6．下列关于外界条件对光合作用强度影响的叙述中，正确的是(　B　)

A．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同

B．温室栽培时，在晴朗的白天适当提高温度，可增加作物的光合作用强度

C．在相同光照和温度条件下，空气中CO2浓度越高，光合作用的强度就越大

D．若土壤中缺乏N、P、Mg等元素，农作物的光合作用强度不会受影响

【解析】不同植物对光照的需求不同，所以光照相同时，不同植物的光合作用强度不同，A错误。温室栽培植物时，在晴朗的白天适当升高温度，光合作用的酶的活性会升高，可增加植物的光合作用强度，B正确。在一定范围内，随CO2浓度的升高，光合作用强度增加，但超过一定的浓度范围，光合作用强度反而降低，即CO2中毒，C错误。N、P、Mg等元素是光合作用正常进行的必需元素，缺乏时会影响光合作用强度，D错误。

7．如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后，根据其吸收CO2量制成的曲线。下列叙述正确的是(　C　)

A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用

B．曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用

C．在B点，绿色植物光合作用速率和细胞呼吸的速率相等

D．整段曲线表示随光强度的递增，光合作用增强，细胞呼吸减弱

【解析】AB段由于光照弱，植物的细胞呼吸速率大于光合作用速率，A错误；BD段植物的光合作用速率大于细胞呼吸速率，B错误；B点植物对CO2的吸收量为0 ，说明B点光合作用速率和细胞呼吸速率相等，C正确；整个曲线表示光合作用不断增强，而细胞呼吸强度不变，D错误。

8．下列关于真核生物光合作用和细胞呼吸的叙述错误的是(　B　)

A．光合作用和需氧呼吸产生气体的阶段都有水的参与

B．光合作用和细胞呼吸产生气体的阶段都发生在生物膜上

C．需氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料

D．光合作用光反应阶段的产物可为需氧呼吸第三阶段提供原料

【解析】在光合作用的光反应阶段，水在光下分解产生NADPH和O2，在需氧呼吸第二阶段，丙酮酸与水一起被彻底分解生成CO2和[H]，因此光合作用和细胞呼吸产生气体的阶段都有水的参与，A正确；光合作用水光解后产生氧气发生在类囊体膜上，需氧呼吸第二阶段产生二氧化碳气体发生在线粒体基质中，与生物膜无关，B错误；需氧呼吸第三阶段的产物水可作为光合作用光反应阶段的反应物，C正确；光合作用光反应阶段产生的O2可在需氧呼吸第三阶段与[H]结合生成H2O，D正确。

9．某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。下图表示该植物在25 ℃时光合强度与光强度的关系。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析，图中相应点的移动应该是(　C　)

A.a点上移，b点左移，m值上移

B．a点不移，b点左移，m值不变

C．a点下移，b点右移，m值下移

D．a点下移，b点不移，m值上移

【解析】温度从25 ℃提高到30 ℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率加快，光合速率减慢，故b点右移；m值对应的点表示光饱和点，现光合速率减慢，故m值下降。

10．为探究CO2浓度对光合速率的影响，利用如图装置进行了实验。

请回答：

(1)光合作用中，光能转变成的化学能首先储存在__ATP和NADPH__中，然后转化为糖分子中的 化学能。在光合作用碳反应中，CO2还原为糖的一系列反应称为__卡尔文__循环，CO2进入该循环时首先与__五碳糖__(写中文名称)结合，CO2进入该循环后形成的第一个糖是__三碳糖__。

(2)本实验中，氧气的释放量是根据__量筒中收集到的水的体积__获取的。

(3)若用该装置探究光强度对光合速率的影响，应将装置放在__暗室__(填“暗室”或“自然光下”)，通过改变__白炽灯与广口瓶的距离/白炽灯的功率__来改变光强度。

【解析】由题意可知该题考查光合作用的影响因素，主要考查的是二氧化碳浓度对光合作用的影响，涉及了对实验装置的考查和对光合作用过程的考查。(1)在光合作用中，光能在光反应中首先储存在ATP和NADPH中，然后在碳反应中转化为糖类等有机物中稳定的化学能。在光合作用中二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。二氧化碳先与五碳糖结合形成三碳酸，然后被ATP和NADPH还原为三碳糖。(2)由实验装置可知氧气的释放量是根据水滴到量筒中的体积上升值来获取的，所以是量筒中收集到的水的体积。(3)如果要探究光强度对光合速率的影响，应将装置放在黑暗条件下，然后通过改变图中白炽灯与广口瓶的距离或者是灯泡的功率来改变光强度，不能在自然光照下，因为此时无法控制光强度。

[B级　素养养成与评价]

11．如图表示细胞内进行的某些生理过程，下列相关叙述正确的是(　B　)

A.1～6过程能发生在所有植物细胞内

B．可以不在生物膜上完成的过程是1、2、3、4

C．4过程的两个阶段都会有2过程发生

D．5过程需要2过程的参与，而6过程中同时伴随1过程

【解析】光合作用只能发生在含有叶绿体的植物细胞中，根细胞等无法发生，A错误；图中过程1ATP的水解(发生在所有细胞中)，2ATP的合成反应(发生在类囊体膜、线粒体基质、线粒体内膜和细胞溶胶)、3光合作用的碳反应阶段(发生在叶绿体基质)、4可表示酵母菌厌氧呼吸阶段(发生在细胞溶胶)，1、2、3、4均可不在生物膜上进行，B正确； 4表示细胞呼吸的第一和第二阶段，若是厌氧呼吸第二阶段，则不会合成ATP，C错误；6表示光合作用光反应阶段中水的光解，需要光能，不需要ATP，D错误。

12．下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况。除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围。下列分析正确的是(　A　)

A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量

B．乙图中c点与d点相比，相同时间内叶肉细胞中c消耗三碳酸量多

C．图中M、N、P点的限制因素分别是CO2浓度、温度和光强度

D．丙图中，随着温度的升高，曲线走势将稳定不变

【解析】甲图中a点时光合速率不再增大，限制因素可能是叶绿体中色素的含量，A正确；乙图中c点与d点相比，相同时间内叶肉细胞中三碳酸的消耗量少，B错误；图中M、N、P点的限制因素分别是光强度、光强度和温度，C错误；丙图中随着温度的升高，超过一定范围，光合速率将下降，D错误。

13．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(　B　)

A.图乙中的b点对应图甲中的B点

B．图甲中的F点对应图乙中的g点

C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高

D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加

【解析】分析题图可知，图甲、乙两曲线各点对应情况是：A点对应a点，只有细胞呼吸，植物释放CO2；B点对应b点，植物释放CO2减少的原因是夜间低温影响细胞呼吸强度；C点对应d点，玻璃罩内的CO2浓度最高，此时植物既不吸收CO2也不释放CO2，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，植物在图乙f点(图甲C点)之前已经开始进行光合作用；f点CO2吸收速率有所下降，原因是中午光照过强，导致气孔关闭；F点对应h点，光合作用强度等于细胞呼吸强度，其后某时刻光合作用消失。一昼夜后，玻璃罩内CO2浓度下降(G点低于A点)，减少的CO2量＝植物白天光合作用吸收的CO2量－植物一昼夜细胞呼吸释放的CO2量，故植物体的有机物含量增加。

14．研究人员研究了摩西球囊霉(Gm)对铜胁迫下白术幼苗光合特性的影响，部分结果如图(Pn代表光合速率，Gs代表气孔导度)。下列分析合理的是(　B　)

A．铜胁迫下，接种Gm不能使白术幼苗光合速率完全恢复正常水平

B．铜胁迫下，Gm促进光合作用的机理之一是促使气孔导度增大

C．实验过程中，光强度、CO2浓度等无关变量只需保持相同即可

D．若研究膜脂质的分解产物丙二醛(MDA)含量，则可能铜离子400组的MDA比200组的要低

【解析】从图中可以看出，铜离子相对浓度为200时，接种Gm，光合速率与没有铜胁迫时基本相等，可见，在低浓度铜胁迫下，接种Gm能使白术幼苗光合速率完全恢复正常水平，A错误；图中显示，接种Gm后光合速率Pn的变化趋势与Gs的变化趋势相似，因此推理可知，Gm可能通过促使气孔导度增大来促进光合作用，B正确；实验过程中，无关变量除需保持相同外还要保持适宜，C错误；MDA为膜脂质分解产物，铜胁迫可能破坏类囊体膜导致光合速率下降，综合推理，铜离子浓度高，胁迫作用强，产生的MDA多，D错误。

15．将植物暴露在过高的光照条件下，叶片会耗散掉吸收的过剩光能，以保护光合器官。下图表示某阴生植物的光合放氧速率、过剩光能与光强度的关系，其中虚线表示该植物光合速率不受任何限制时的理论上的光合放氧速率。请回答下列问题：

(1)叶肉细胞中能吸收并转化光能的物质分布在叶绿体的__类囊体膜__上，常用__纸层析__法分离这些物质。经过光合作用，吸收的光能最终被转化为__有机物中的化学能__。

(2)据图分析可知，当光强度大于200 μmol·m－2·s－1时，随着光强度的升高，该植物对其所吸收光能的耗散量会__逐渐增大__。与阴生植物相比，在相同的光照条件下，阳生植物光合作用所耗散掉的过剩光能__较小__(填“较小”“相当”或“较大”)。

(3)强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起保护叶绿体的作用。缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率__较小__，原因是__该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损__。

【解析】(1)叶绿体的类囊体膜上分布有光合色素，可以吸收、传递和转化光能，经过光合作用，吸收的光能最终转化为有机物中的稳定的化学能；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，扩散速度也不同，常用纸层析法分离这些色素。(2)据图分析，当光强度大于200 μmol·m－2·s－1时，随着光强度的升高，两条曲线之间的差值逐渐增大，说明植物对其所吸收光能的耗散量逐渐增大；与阴生植物相比，在相同的光照条件下，阳生植物光合作用需要的光能较多，则所耗散掉的过剩光能较小。(3)根据题意分析，缺乏类胡萝卜素的突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，所以其光合速率较小。