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第10讲 第2课时 影响光合作用的因素和应用
（模拟精练+真题演练）
1．（2023·江苏南通·统考三模）下列有关实验和科学史的叙述，正确的是（ ）
A．希尔反应说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程
B．在对照实验中，控制无关变量可以采用“加法原理”或“减法原理”
C．鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自水
D．葡萄糖、酒精具有氧化性，均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应
【答案】A
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。
【详解】A、希尔反应叶绿体上只进行了水的光解，可以说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程，A正确；
B、在对照实验中，“加法原理”或“减法原理”用于控制自变量，无关变量控制一致即可，B错误；
C、鲁宾和卡门利用18O标记水和二氧化碳，证明了光合作用释放的氧气来自水，但18O是无放射性的同位素，C错误；
D、葡萄糖、酒精具有还原性，均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应，D错误；
故选A。
2．（2023春·重庆·高一重庆十八中校考期中）种植在大田和大棚里的同种小白菜，往往在形态结构上出现差异。下列分析错误的是（ ）
A．因为是同种，二者的光饱和点和光补偿点是相同的
B．大田的小白菜叶子深绿，大棚里的浅绿，前者叶绿素a/叶绿素b的值可能更大些
C．大棚里的小白菜叶子薄，叶面积较大，是对弱光照的适应
D．二者所接受的光照强度和光波长不同，是导致上述差异的重要外因
【答案】A
【分析】1、植物光合作用包括光反应和暗反应阶段，其中光反应阶段发生的物质变化是:水的光解产生[H]（NADPH）和氧气、ATP的形成;暗反应阶段的物质变化是:二氧化碳的固定、三碳化合物的还原。
2、不同植物的光饱和点和补偿点是不同的，环境的改变也会改变植物的生理特征。
【详解】A、大田和大棚里的同种小白菜，在形态、结构和生理方面会出现明显适应性的差异，则二者的光饱和点和光补偿点可能不相同，A错误;
B、叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，所以大田的小白菜叶子深绿，大棚里的浅绿。前者叶绿素a/叶绿素b的值可能更大些，B正确;
C、为了适应弱光，大棚里的小白菜叶子薄，叶面积较大，增大接受光照的面积，C正确;
D、大田和大棚里的同种小白菜由于接受的光照强度和光质（光波长）不同，是导致上述差异的主要外因，D正确。
故选A。
3．（2023·湖南娄底·校联考模拟预测）苹果树对氮、磷元素需求较大，生产中施氮、磷量往往偏多，造成了资源浪费和环境污染。为了科学施肥、科研小组测定了某种苹果树在不同施氮量情况下净光合速率等指标，结果见下表。下列说法错误的是（ ）
施氮量/（g·m⁻²）
叶绿素含量/（mg·g⁻¹）
净光合速率/（μmol·m⁻²·s⁻¹）
氮肥农学效率/（g·g⁻¹）
0
1.28
9.96
一
25
1.45
10.41
1.51
40
1.52
12.54
2.42
55（生产中常用施氮量）
1.50
10.68
1.72
注：氮肥农学效率=（施氮肥的产量—不施氮肥的产量）/施氮量，在苹果收获后可通过计算得出。
A．科学施氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而促进光反应速率
B．所施氮元素还可用于合成C₃还原过程所需的NADPH 和ATP
C．该实验的三个因变量变化具有一致性并可依此指导科学施氮肥
D．实验表明生产中常用施氮量较适宜，不会造成资源浪费和环境污染
【答案】D
【分析】分析表格：随着施氮量的增加，叶绿素含量、净光合速率、氮肥农学效率先上升后下降。
【详解】A、叶绿素含有氮元素，氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而有利于光能的吸收与利用，促进光反应速率，A 正确；
B、C3还原过程所需的NADPH 和ATP 都含有氮元素，B正确；
C、该实验的三个因变量分别是叶绿素含量、净光合速率、氮肥农学效率，从数据看，三者保持一致，可依此指导科学施氮肥，C正确；
D、实验数据表明，生产中常用施氮量55g·m⁻²，较实验最佳数据40g·m⁻²明显偏大，故可能会造成资源浪费和环境污染，D错误。
故选D。
4．（2023·浙江·统考模拟预测）某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（ ）
A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2
B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢
C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响
D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值改变，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化
【答案】C
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。
【详解】A、NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，常作为光合作用的原料，A正确；
B、降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢，B正确；
C、选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误；
D、由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值变大，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化，D正确。
故选C。
5．（2023·河北·校联考模拟预测）取某乔木树冠上、下层两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲叶片为上层叶，乙叶片为下层叶
B．光照强度大于N时，光照强度不是限制甲、乙叶片光合作用的因素
C．光照强度为N时，甲叶片的实际光合速率等于乙叶片的
D．光照强度为M时，甲叶片产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质
【答案】A
【分析】分析图形：甲叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于乙叶片，故甲属于树冠上层叶片，乙属于树冠下层叶片。
【详解】A、对比甲、乙曲线可知，甲叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于乙叶片，故甲叶片为上层叶，乙叶片为下层叶，A正确；
B、光照强度为N时，乙叶片的光合作用强度不再随光照强度的增加而增强，则光照强度大于N时，光照强度不是限制乙叶片光合作用的因素；此时甲叶片的光合作用强度随光照强度的增加而增强，光照强度是限制甲叶片光合作用的因素，B错误；
C、实际光合速率=呼吸速率+净光合速率，光照强度为N时，甲和乙的净光合速率相等，但据图可知甲、乙叶片的呼吸速率并不相等，故此时甲和乙的实际光合速率不相等，C错误；
D、在光照强度为M时，甲叶片的净光合速率为零，此时既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体（光反应产生）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段产生）、细胞质基质（细胞呼吸第一阶段产生），D错误。
故选A。
6．（2023·广西玉林·校考三模）图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响，图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开程度）的日变化趋势。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中叶绿素含量的测定，可先用无水乙醇提取叶片中的色素
B．据图甲推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力
C．图乙中8:00到10:00，该植株在叶肉细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜
D．图乙中18:00时光合作用固定CO2的速率和呼吸作用释放的CO2的速率相等
【答案】C
【分析】据图分析：实验范围内，图甲中遮光程度越大，叶片中的色素含量越多；图乙中8：00到12：00气孔导度基本不变，光合作用速率不会减小，18：00时净光合速率等于0。
【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，因此，图甲中叶绿素含量的测定，可先用无水乙醇提取叶片中的色素，A正确；
B、由图甲可知，叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高，说明该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力，B正确；
C、图乙中8:00到10:00，该植株在叶肉细胞中净光合速率大于0，即光合作用速率大于呼吸作用速率，产生ATP最多的场所是叶绿体（囊状结构薄膜），C错误；
D、图乙中的18：00时，净光合速率为零，光合速率与呼吸速率相等，所以光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等，D正确。
故选C。
7．（2023秋·安徽蚌埠·高一统考期末）夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的变化如下图所示，有关分析错误的是（ ）
A．ab段光合作用强度增强的主要原因是光照强度在不断增强
B．bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭、CO2吸收量减少
C．de段光合作用强度逐渐下降的主要原因是环境温度降低
D．从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、CO2浓度等
【答案】C
【分析】分析曲线图：图示为夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图，其中ab段上升的原因是光照增强；bc段下降的原因是气孔关闭，二氧化碳吸收量减少；cd段升高的主要原因是气孔逐渐打开，二氧化碳吸收量增加；de段下降的原因是光照强度减弱。
【详解】A、分析题图可知：ab段随着时间的增加，光照强度逐渐增大，导致光合作用强度逐渐增强，即ab段光合作用强度增大的主要原因是光照强度增强，A正确；
B、bc段绿色植物所处环境温度不断升高，致使蒸腾作用加强，导致大量气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，暗反应速率下降，即bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭、CO2吸收量减少，B正确；
C、de段随着时间的递增，光照强度逐渐减弱，导致光合作用强度逐渐降低，即de段光合作用强度变化的主要原因是光照强度，C错误；
D、据前面选项的分析可知，限制光合作用强度的因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，D正确。
故选C。
8．（2023春·重庆·高一重庆十八中校考期中）科研人员分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．与光反应相比，碳反应较缓慢，不能及时消耗掉光反应产生的NADPH和ATP
B．S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3
C．黑暗开始后CO2吸收速率稳定一段时间后迅速下降，该段时间内C5的含量减少
D．间歇光使植株充分利用光反应产生的NADPH和ATP，单位光照时间内光合产物合成量更大
【答案】B
【分析】光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光都可以进行，由图可知，光照开始时，氧气释放速率先增加，CO2吸收速率随后增加，黑暗开始后，氧气释放速率先减小为0，随后CO2吸收速率才减小。
【详解】A、光照开始时，氧气释放速率先增加，CO2吸收速率随后增加，但bc段氧气释放速率减小，cd段氧气释放速率与二氧化碳吸收速率相等，说明与光反应相比，碳反应较缓慢，不能及时消耗掉光反应产生的NADPH和ATP，使bc段光反应速率下降，A正确；
B、据图可知，一个光周期内，光反应释放的O2总量=S1+S2，碳反应吸收的CO2总量=S2+S3，S1+S2=S2+S3即S1=S3，B错误；
C、由于光反应时间内产生的NADPH和ATP有积累，因此黑暗开始后C3可以继续被还原，故CO2吸收速率稳定一段时间后才随着NADPH和ATP被逐渐消耗减少而迅速下降，由于CO2继续与C5固定形成C3，而C3被还原为C5的速率减慢，因此该段时间内C5的含量减少，C正确；
D、从一个光周期来看，“间歇光”在一个光周期内光反应的产物恰好能被碳反应利用，而持续光照时间内光反应的产物会有剩余，因此间歇光使植株充分利用光反应产生的NADPH和ATP，单位光照时间内光合产物合成量更大，D正确。
故选B。
9．（2021春·河南郑州·高二统考期末）下图是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。下列表述错误的是（ ）
A．在生物膜上发生的生理过程有③和④
B．如果树冠叶肉细胞中刚好满足图示的动态平衡状态，该植物能够正常生长
C．若施加18O2，在植物体内检测到C6H1218O6，则其元素转移途径应该是18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6
D．若突然停止光照，短时间内叶绿体基质中C3含量上升C5含量下降
【答案】B
【分析】①表示有氧呼吸第一阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，A是丙酮酸，B是还原氢，④表示光反应，⑤表示暗反应。
【详解】A、光反应在类囊体薄膜上进行，有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，光反应能利用光合色素吸收的光进行水光解产生氧气，即④是光反应，有氧呼吸第三阶段消耗氧气，产生水，故③是有氧呼吸第三阶段，⑤表示暗反应，场所是叶绿体基质，①表示有氧呼吸第一阶段，场所是细胞质基质，②表示有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，A正确；
B、如果树冠叶肉细胞中刚好满足图示的动态平衡状态，说明叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，但由于植物体内存在不进行光合作用的细胞，故该植物呼吸速率大于光合速率，植物不能正常生长，B错误；
C、若施加18O2，该氧气可与还原氢结合形成H218O，H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与光合作用暗反应最终形成C6H1218O6，C正确；
D、若突然停止光照，光反应停止，还原氢和ATP减少，使C3还原形成C5速率减慢，短时间内CO2和C5形成C3的速率不变，故叶绿体基质中C3含量上升，而C5含量下降，D正确。
故选B。
10．（2023春·重庆万州·高一重庆市万州第二高级中学校考期中）如图表示在适宜温度下，玉米光合速率与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是（ ）
A．光照强度极短时间迅速从B到D点的变化过程中，C3会减少
B．SC-SA表示净光合作用量
C．SA+SB+SC表示光合作用总量
D．若适当提高温度，则B点右移
【答案】C
【分析】分析题图：曲线ABC表示光合作用总量随光照强度的变化，A点只进行细胞呼吸，B点表示光补偿点，C点表示D光照强度下CO2吸收量，C点达到最大净光合速率。
【详解】A、光照强度从B到D点变化过程中，光照强度增加，光反应产生的NADPH和ATP增加，被还原的C3增多，此时CO2固定速率不变，所以细胞中的C3逐渐减少，A正确；
B、玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量-呼吸作用消耗=（SB+SC）- (SA+SB) =SC-SA， B正确；
C、SA+SB表示呼吸作用消耗的总量，SB+SC 表示光合作用总量，C错误；
D、题图表示在适宜温度下测得的结果，适当提高温度，与光合作用有关的酶活性下降，光合速率下降，则B点（光补偿点）右移，D正确。
故选C。
11．（2023·辽宁·二模）2022年北京冬奥会在国家体育场馆使用了无水免冲智慧生态厕所，全程不用水且无臭无味，经过降解的排泄物可变成有机肥料供农业种植使用。这项黑科技中硝化细菌起了重要作用，下列关于硝化细菌的叙述，正确的是（ ）
A．其遗传物质彻底水解后可产生8种小分子物质
B．该细菌为原核生物，其增殖方式为无丝分裂
C．其细胞仅含核糖体，无线粒体，只能进行无氧呼吸
D．它能除臭的原因是可将有臭味的氨等物质氧化为无味的产物
【答案】D
【分析】原核生物无核膜包被的细胞核，有唯一的细胞器核糖体，其遗传物质是DNA，以二分裂的方式进行增殖。硝化细菌能利用空气中的NH3。
【详解】A、硝化细菌具有细胞结构，其遗传物质为DNA，彻底水解后得AGCT4种碱基、脱氧核糖、磷酸，共6种小分子物质，A错误；
B、该细菌为原核生物，其增殖方式为二分裂，B错误；
C、其细胞仅含核糖体，无线粒体，但能进行有氧呼吸，C错误；
D、硝化细菌可进行化能合成作用，能利用NH3，转化为NO3-，可除臭，D正确。
故选D。
12．（2023春·福建南平·高二福建省政和第一中学校考阶段练习）科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程中(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果如图所示。有关叙述正确的是（ ）
A．C点幼苗才开始进行光合作用
B．导致AB段种子干重增加的主要元素是N
C．AB段种子干重增加说明光合速率大于呼吸速率
D．萌发初期，鲜重增加与种子从外界吸收水分有关
【答案】D
【分析】据图分析：油料种子含有较多的脂肪，种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，脂肪含量减少，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以有机物含量增加，种子萌发过程中代谢旺盛，糖类经过呼吸作用，氧化分解，释放能量，所以有机物的含量又减少，幼苗可以进行光合作用，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物开始积累。
【详解】A、幼苗可以进行光合作用，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物开始积累，所以c点后，幼苗光合作用强度大于呼吸作用强度，种子干重增加，不是c点幼苗开始进行光合作用，A错误；
B、种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，脂肪含量减少，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以有机物含量增加，因此导致AB段种子干重增加的主要元素是O，B错误；
C、油料种子含有较多的脂肪，种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以AB段种子干重增加，不能说明此时光合速率一定大于呼吸速率，C错误；
D、萌发初期，种子从外界吸收水分，自由水的比例增加，故鲜重增加，D正确。
故选D。
13．（2023·湖北·校联考模拟预测）如图表示在温度适宜、CO2浓度一定的密闭条件下，测得的光照强度对某植株光合作用影响的曲线。下列有关叙述错误的是（ ）
A．自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是温度
B．图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体
C．若将该植物从L点条件下突然转移至M点条件下，则短时间内C3含量将下降
D．若每天光照8小时，植株能够正常生长，则平均光照强度应大于6k1x
【答案】C
【分析】图甲中M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响，L点达到光饱和点。
【详解】A、P点没有光照，吸收O2代表的是呼吸作用速率，则自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是温度，A正确；
B、图中M点时，O2释放速率为0，说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率，则能够产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体，B正确；
C、若将该植物从L点条件下突然转移至M点条件下，光照变弱，则短时间内光反应产生的NADPH和ATP减少，还原C3的量减少，则C3含量将增多，C错误；
D、由图可知，光照强度为0时，该植株只进行呼吸作用，每小时消耗的氧气为2mmol，该植株一天通过呼吸作用消耗的氧气为 2×24=48mmol。实验条件下，每天进行8小时光照，每小时通过光合作用制造的氧气必须大于 48÷8=6mmol，净光合作用氧气释放速率应该大于6-2=4mmol，植株才能积累有机物，正常生长，则光照强度应该大于6klx，D正确。
故选C。
14．（2021·云南昆明·昆明市第三中学校考模拟预测）在理想的实验条件下，将小麦放在密闭的广口瓶中，以测定CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对小麦光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。请回答下列问题。
(1)A点叶肉细胞中消耗的O2来自____（填“叶绿体”或“线粒体”）。适当降低光照强度，A点将向_______移动。40℃与60℃时，CO2的吸收量均为0，二者的区别是_______。
(2)测得该植物光合速率最大值为（用单位时间内CO2的总固定量表示）_____mg/单位面积·h。小麦在30℃条件下光照12小时，20℃条件下黑暗8小时，有机物（葡萄糖）的积累量为______。
(3)在适宜的条件下，若用CO2、H218O供给该小麦进行代谢，一段时间后葡萄糖中也发现了放射性，请简要阐述其产生的过程_______。（用箭头和物质表示）
(4)利用纸层析法可以分离该绿色植物叶片中的色素，其原理是_______，从结果看，滤纸条上相邻且距离最远的两条色素带呈_______色和_______色。
【答案】(1) 叶绿体 左 前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率都等于零（植物死亡）
(2) 8 30mg
(3)H218O→C18O2→C6H1218O6
(4) 四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，反之则慢 橙黄色 黄
【分析】图中实线为光照下CO2的吸收/释放量，代表净光合速率；虚线为黑暗下CO2的产生量，代表呼吸速率。由曲线走向可知，净光合速率在30℃时最高，呼吸速率在40℃左右最高。
【详解】（1）A点时光照下CO2吸收/释放量为0，净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率，因此呼吸消耗的O2来自叶绿体光合作用制造的。
A点光合速率等于呼吸速率，适当降低光照强度会降低光合速率，曲线走势可知光合速率在30℃左右最高，呼吸速率在40℃左右最高，所以A点会向左移动，提高光合速率并降低呼吸速率，令两者相等。
40℃时，CO2的产生量不为0，CO2的吸收量为0，代表光合速率等于呼吸速率。60℃时，呼吸速率为0，CO2的吸收量也为0，代表光合速率和呼吸速率都等于零（植物死亡）。
（2）光合速率=净光合速率+呼吸速率，即实线与虚线的距离表示，在图中最大值在30℃获得，此时光合速率=5+3=8mg/单位面积·h。
小麦在30℃条件下光照中净光合速率为5mg/单位面积·h，12小时积累固定CO2为5×12=60mg/单位面积，20℃条件下黑暗中呼吸速率为2mg/单位面积·h，8小时消耗有机物产生CO2为2×8=16mg/单位面积，因此共计固定CO2为60-16=44mg/单位面积，又由于题中用CO2表示速率，转化为葡萄糖需要根据相对分子质量比例计算，葡萄糖的积累量为44÷44×180=180mg/单位面积。
（3）H218O的18O要转移到葡萄糖中，需要先参与有氧呼吸第二阶段，转移到C18O2，再由C18O2参与光合作用暗反应，转移到C6H1218O6。
（4）纸层析法分离该绿色植物叶片中的色素，原理是四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，反之则慢。
结果中相邻且距离最远的两条色素带为第一、二条的胡萝卜素和叶黄素，颜色分别为橙黄和黄色。
15．（2023春·湖北·高一校联考阶段练习）科研人员利用图1装置在光合作用最适温度下培养某植株幼苗，通过一昼夜密闭玻璃罩内浓度变化来测定其光合速率，结果如图2所示。请回答下列问题：
(1)光合作用可为植物的根细胞主动运输间接提供能量，其过程是：植物通过光合作用将光能转化为_________________________，再通过呼吸作用转化为_________________________，供植物根系直接利用。
(2)图2中，玻璃罩内浓度在__________点最低、__________点最高（用图中字母表示）。
(3)若18时玻璃罩内的量比0时减少了，则此阶段植株积累葡萄糖的量约为__________。
(4)温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有更明显的增产效果。分析其原因是__________________________________________________。
【答案】(1) 有机物中稳定的化学能 中活跃的化学能
(2)
(3)300
(4)有机肥经土壤微生物分解，既可以为植物生长提供无机盐离子，又可以释放，为光合作用提供原料。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
【详解】（1）光合作用的场所为叶绿体，其中光反应发生在类囊体薄膜，反应产物有ATP、NADPH以及氧气；ATP和NADPH分布于叶绿体基质，能被暗反应C3的还原过程所利用；暗反应发生场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和C3的还原，最终生成糖类等有机物，故植物通过光合作用可以将光能转化为有机物中稳定的化学能；根部进行呼吸作用，分解有机物，有机物中的能量大部分以热能的形成散失，少部分转化为ATP 中活跃的化学能。
（2）光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳，C点前呼吸作用大于光合作用，故C点时CO2浓度最高，F点之前，光合作用大于呼吸作用，因此F点时CO2浓度最低。
（3）若18时玻璃罩内CO2的量比0时减少了440mg，依据光合作用的反应式(CO2~CH2O），将其换算为葡萄糖的积累量，则有440×30÷44=300mg。
（4）有机肥经土壤微生物分解，既可以为植物生长提供无机盐离子，又可以释放CO2，为光合作用提供原料，故温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有更明显的增产效果。
1．（2022·湖北·统考高考真题）某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg·g-1），结果如表。下列有关叙述正确的是（ ）
植株类型
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
叶绿素/类胡萝卜素
野生型
1235
519
419
4．19
突变体1
512
75
370
1．59
突变体2
115
20
379
0．36
A．两种突变体的出现增加了物种多样性
B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致
D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
【答案】D
【分析】1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、叶绿体中的色素都能溶解于丙酮、无水乙醇等有机溶剂中，所以用丙酮或无水乙醇提取叶绿体中的色素；色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上扩散速度不同，即溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快。
【详解】A、两种突变体之间并无生殖隔离，仍属同一物种，只能体现遗传多样性，A错误；
B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1少，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；
C、两种突变体的光合色素含量差异，可能是同一个基因突变方向不同导致的，C错误；
D、野生型的叶绿素与胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，叶绿素含量少，不能掩盖 类胡萝卜素的颜色，此时叶片呈黄色，D正确。
故选D。
2．（2022·浙江·统考高考真题）膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是（ ）
A．质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布
B．温度变化会影响膜蛋白的运动速度
C．叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶
D．神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白
【答案】B
【分析】1、膜的流动性：膜蛋白和磷脂均可侧向移动；膜蛋白分布的不对称性：蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面，有的嵌入或横跨磷脂双分子层。
2、光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。
3、在神经细胞中，静息电位是钾离子外流形成的，动作电位是钠离子内流形成的，这两种流动都属于被动运输中的协助扩散。
【详解】A、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，在膜内外两侧分布不对称，A错误；
B、由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，因此生物膜具有一定的流动性，温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；
C、水的分解是在叶绿体类囊体薄膜上，C错误；
D、神经元质膜上存在与K+ 、Na+主动转运有关的载体蛋白，而通道蛋白参与的是协助扩散的物质跨膜运输方式，D错误。
故选B。
3．（2022·天津·高考真题）天津市针对甘肃古浪县水资源短缺现状，实施“农业水利现代化与智慧灌溉技术帮扶项目”，通过水肥一体化智慧灌溉和高标准农田建设，助力落实国家“药肥双减”目标，实现乡村全面振兴。项目需遵循一定生态学原理。下列原理有误的是（ ）
A．人工生态系统具有一定自我调节能力
B．项目实施可促进生态系统的物质与能量循环
C．对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入
D．根据实际需要，合理使用水肥
【答案】B
【分析】提高生态系统稳定性的措施：(1)控制对生态系统的干扰程度。(2)实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。
【详解】A、生态系统具有一定的自动调节能力，但这种自动调节能力有一定限度，人工生态系统也具有一定自我调节能力，A正确；
B、能量流动是单向的，逐级递减的，不是循环的，因此不能促进能量的循环，B错误；
C、对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，C正确；
D、植物不同生长发育时期所需的水和无机盐是不同的，因此要根据实际需要，合理使用水肥，D正确。
故选B。
4．（2022·北京·统考高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（ ）
A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
【答案】D
【分析】由题图分析可得：
（1）图中所展现有两个影响光合速率的因素：一个是CO2的浓度，另一个是温度。
（2）当温度相同时，光合速率会随着CO2的浓度升高而增大；当CO2的浓度相同时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小。
（3）当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A正确；
B、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；
C、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确；
D、分析题图可知，10℃条件下，CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370μL·L-1至1000μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。
故选D。
5．（2022·北京·统考高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（ ）
A．探究光照强度对光合作用强度的影响
B．DNA的粗提取与鉴定
C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D．模拟生物体维持pH的稳定
【答案】B
【分析】探究光照强度对光合作用强度的影响，自变量是光照强度，因变量是光合作用强度，需要精确测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量。
【详解】A、探究光照强度对光合作用强度的影响，需要测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量，A错误；
B、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验，只需观察是否有相关现象，不需要定量，故对实验结果不要求精确定量，B正确；
C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况，要求定量，C错误；
D、模拟生物体维持pH的稳定，需要用pH试纸测定溶液pH值，需要定量，D错误。
故选B。
6．（2022·海南·统考高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2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
【答案】B
【分析】不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，A错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，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，B正确；
C、四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
故选B。
7．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（ ）
A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根
【答案】D
【分析】植物生长调节剂是指由人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质，其优点有 容易合成、原料广泛、效果稳定等。
【详解】A、 农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长调节剂无直接关系，A不符合题意；
B、 采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B不符合题意；
C、 水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C不符合题意；
D、 尿泥促根与生长素（类似物）密切相关，与题意相符，D符合
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