4．提高农作物的光能利用率
时间：60分钟，总分100分
一．选择题：每题只有一个选项符合题意，每题3分，共51分。
★1．下列关于光合作用的叙述，正确的是
A.光照越强，光合作用也就越强
B.水分缺乏不会影响光合作用的进行
C.适当增加空气中CO2的浓度，光合作用就会加强
D.缺乏矿质元素对光合作用影响不大
2．大田生产中，能提高光能利用率的最可行性措施是
A.延长每天光照时间 B.扩大光合作用面积 C.增加光照强度 D.增大二氧化碳浓度
★3．下列关于矿质元素与光合作用关系的叙述，错误的是
A．镁是叶绿素的成分，缺镁影响叶绿素的合成，进而影响光合作用
B．氮是构成叶绿素以及酶等的成分，氮素供应不足影响光合作用
C．钾、铁对光合作用没有影响，但能影响到植物的其他代谢
D．磷对光合作用的影响是非常广泛的，如影响到对能量的转移过程、光合膜的稳定性等
4．下列哪项措施不能提高光合作用的效率
A．将人参、三七种在遮阴处 B．向温室内通入一定量的CO2
C．在苹果树周围地面铺反光膜 D．白天适当降低温室内温度
5．在温室中培育绿色植物时，通过增施农家肥料主要可以提高
A．吸收必需矿质元素 B．温室中的二氧化碳浓度
C．绿色植物的呼吸作用 D．土壤溶液的浓度
6．（2005年江苏淮安市高三第一次模拟考试）轮作就是在同一块地上，按预定的种植计划，轮换种植不同作物，这样做可以提高作物的产量。对于轮作能提高每种作物的产量，下列解释中，正确的一项是
①可以充分利用光能，提高光合作用效率②能够改变原来的食物链，防止病虫害
③可以充分利用土壤中的矿质元素，防止土壤肥力的枯竭
④减轻竞争，创造作物生产的互利条件
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
★7．下列有关光合作用效率与光能利用率的叙述，不确切的是
A．延长光合作用时间可以提高植物的光合作用效率
B．扩大光合面积可以提高光能利用率
C．光、温度、水、肥和CO2等因素都可以影响光合作用效率
D．合理密植可提高光能利用率
8．《齐民要术》中，要求栽种农作物要“正其行，通其风”的原理是
A.确保通风透光，从而有利于提高光合作用效率
B.通风透光，可以增强农作物的呼吸作用
C.可以增强农作物的抗性
D.增强农作物的蒸腾作用
9．能提高光能利用率的措施是
A.增强光照 B.玉米套种花生
C.适当增施碳酸氢氨肥料 D.选用生长期短的植物新品种
10．（2005年湖北省孝感市高三第二次统一考试）在适宜的温度、水分和CO2保证供应的情况下，测得不同植物光合作用量值（用环境CO2减少量来度量），如图所示。下列四
种叙述中不正确的是
A.在该实验条件下，影响植物CO2吸收量增加
或减少的主要因素是光
B.在同等光照条件下，玉米比小麦的光合作用
产量高
C.在同种光照条件下，小麦、玉米和高粱等农
作物光合作用量值比野生草本的要高
D.无论环境条件如何变化，阴生植物总是比阳
生植物光合作用的效率低
11．下列关于光合作用强度的叙述，正确的是
A．叶片从幼到老光合作用强度不变
B．森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异
C．光合作用强度是由基因决定的，因此是固定不变的
D．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同
12. 在下列曲线图中，有M、N、O、Q五个点，对它们含义的叙述中不正确的是
A.M点时，植物不进行光合作用，
只进行呼吸作用
B.N点时，植物呼吸作用强度大于
呼吸作用强度
C.Q点时，温度是影响光合速率的
主要因素
D.O点时，光合速率与呼吸速率相等
★13．在温室中栽培作物，如遇到持续的阴雨天气，为了保证作物的产量，对温度的控制应当
A．降低温室温度，保持昼夜温差 B．提高温室温度，保持昼夜温差
C．提高温室温度，保持昼夜恒温 D．降低温室温度，保持昼夜恒温
14．右图为4种植物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最适于在阴蔽条件下生长的植物是
A．Ⅰ
B．Ⅱ
C．Ⅲ
D．Ⅳ
15．大棚栽培中，在适宜的光照、土壤、肥料、温度等条件下，为增加粮食的产量，应适当增加
A.空气中的含氧量 B.空气中的含氮量
C.空气中的二氧化碳的含量 D.土壤中矿质元素的含量
16．下列是农作物Ⅰ和农作物Ⅱ在同一土壤中N、P、K三要素肥效试验田。“+”表示施肥，“-”表示未施。下列能得出的结论是
| 农作物Ⅰ | 农作物Ⅱ | ||||||||||
| 肥料成分 | 氮肥 | - | - | + | + | + | - | - | + | + | + |
| 磷肥 | - | + | - | + | + | - | + | - | + | + | |
| 钾肥 | - | + | + | - | + | - | + | + | - | + | |
| 产量与原产量对比（%） | 68 | 100 | 70 | 89 | 100 | 35 | 48 | 68 | 91 | 100 | |
A． 农作物Ⅰ的氮来自固氮菌
B．对农作物Ⅰ来说，磷钾是必须元素，氮是非必须元素
C．农作物Ⅱ的氮来自固氮菌
D．不同的农作物对磷钾的需要量是相同的
17．在适宜的温度、水分和CO2条件下，分别测定强光和弱光时不同植物的净光合作用量，如图请据此判断，下列叙述不正确的是
A．该条件下，使植物吸收CO2量增加或减少的主要生态因素是光
B．植物在强光下的净光合作用量一定比弱光下高
C．同等光照条件下，玉米比小麦的净光合作用量高
D．大多数农作物都是喜阳植物
二．非选择题：本大题3个小题，共49分。
★18．（14分）实验证明矿质元素会直接或间接地影响光合作用。下图显示水稻叶片内氮、磷含量与光合作用速率的关系。请据图回答：
  |
（1）分析上图，水稻叶片的氮、磷含量与光合作用速率之间有何关系？ 。
（2）请根据光合作用的过程和原理，分析氮、磷两种元素是如何影响光合作用速率的？
①缺N和P会影响光反应中 和 的合成，它们在暗反应中的作用是 ；
②N也是 的构成成分，缺少它会影响光合作用中生化反应的进行；
③P也是构成 的成分，缺少它会影响叶绿体结构的完整性。
19．（16分）农业生产上常用间作、套种或混作业提高农作物产量，提高经济效益，比如农民常将玉米和大豆间隔种植物（间作）。请根据生物学原理分析回答：
（1）玉米和大豆在种子在结构上主要的不同点是有哪些?
（2）玉米和大豆的光合作用固定CO2分别是通过什么途径?
（3）大豆的根系与玉米的根系相比，除直根系与须根系不同以外，最显著的区别是什么？
（4）用玉米和大豆间作的生物学优点是什么？
20．（19分）（2005年高考上海卷，35）回答有关光合作用的问题。下图表示当影响光合作用的因素X、Y和Z变化时，光合作用合成量和光强度的关系。
（1）图中X1、X2、X3的差异是由于某种原因 影响了光合作用的 所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加为X1，最常采取的简便而有效的措施是 。
（2）图中Y1、Y2、Y3的差异是由于 影响了光合作用的 所致。
（3）图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中 反应的不同，如果Z因素代表植物生长发育期，则代表幼苗期、营养生长和现蕾开花期的曲线依次是 。
提高农作物的光能利用率
【参考答案及解析】
1．【答案】C
【解析】在一定范围内随着光照的增强，光合作用就会加强，当超过一定范围随着光照增强，光合作用不再增加。水分是光合作用的原料，也是光合作用进行的各种反应的溶剂，因此缺乏水分会影响光合作用的进行。矿质元素是叶绿素的组成元素，也是光合作用中一些酶的组成部分，因此缺乏矿质元素对光合作用也是有影响的。
2．【答案】B
【解析】本题考查影响光合作用利用率的因素以及学生联系实际的能力。必须搞清楚光能利用率与光合作用效率的关系。提高光能利用率的途径包括延长光合作用时间、增大光合作用面积和提高光合作用效率。提高光合作用效率的因素是较强的光照、较高的二氧化碳浓度、充足的矿质营养和水分。题中所给的因素都能提高光能利用率，关键是是否可行。大田生产是在自然条件下生产，无法延长每天的光照时间，也无法增加光照强度，选用生长期厂的品种岁可以延长光照时间，但受到当地温度影响，未必可行；而且大田生产空气流动性大，增大二氧化碳浓度也不太现实。只有改变种植制度，将单季改为双季或三季，这样就相当于增加了光照面积，有利于提高光能利用率。
3．【答案】C
【解析】本题考查矿质元素对光合作用的影响。镁元素是叶绿素的组成元素，镁供应不促将影响叶绿素等的合成，影响光合作用光反应的进行；氮元素是叶绿素的组成元素，也是酶、蛋白质、核酸等的组成元素，缺氮影响叶绿素的合成，也影响酶的合成，对光合作用具有重要影响；钾能够促进光合产物的运输并促进淀粉的合成，因此能促进光合作用的进行，铁是催化叶绿素合成的酶的重要组成元素，缺铁，叶绿素的合成过程受阻，因此也影响光合作用的进行；磷是NADPH和ATP的重要组成元素也影响光合作用，科学家用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，其他光合作用原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受阻。可见，磷在维持叶绿体膜结构和功能上起着重要作用。
4．【答案】D
【解析】人参、三七属于阴生植物，强光反而抑制阴生植物的光合作用，所以种在阴暗处反而有利于其光合作用，利于生长；二氧化碳是光合作用的原料，向温室中通入一定量的二氧化碳，有利于提高光合作用效率；在苹果树周围地面铺上反光膜，增加了叶面的光合作用强度，也能提高光合作用效率；白天降低温度，降低了酶的活性，不利于光合作用的化学反应的进行。
5．【答案】B
【解析】农家肥料中含丰富的有机质，通过微生物的呼吸作用产生CO2，来提高温室内CO2的浓度。
6．【答案】C
【解析】在同一块土地上，长期种植同一种农作物，病虫害增加，土壤中某些矿质元素容易耗尽，导致土壤肥力枯竭，降低作物的产量。轮作可以避免上述情况的发生。C选项正确。
7．【答案】A
【解析】光能利用率是指植物光合作用所累积的有机物中所含能量，与照射到地面上的日光能量的比率。提高光能利用率包括提高光合作用效率、延长光合作用时间和增加光合作用面积三方面。光合作用效率是指植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。提高光合作用效率的措施包括光照强弱的控制、二氧化碳的供应、必需矿质元素的供应。
8．【答案】A
【解析】 本题考查影响光合作用效率的因素。栽种农作物过程中，保持一定的行距，不仅有利于植株接受阳光，也有利于植物间的空气流动，能及时补充二氧化碳，提高光合作用效率。
9．【答案】 B
【解析】要注意提高光能利用率与提高光合作用效率的关系与区别，提高光能利用率的途径包括延长光合作用时间、增加光合作用面积以及提高光合作用效率。提高光合作用效率的途径包括适当增强光照、适当提高二氧化碳浓度、增施矿质营养，保证水分供应等途径。题中增强光照，适当施用碳酸氢氨（能放出二氧化碳）都能提高光合作用效率。而玉米套种花生，目的是增加光合作用面积，能提高光能利用率。如果选用生长期长的植物新品种则能延长光合作用时间，提高光能利用率，如果是生长期短的品种，则不能提高光能利用率。
10．【答案】D
【解析】无论是阴生植物还是阳生植物，在一定的光照强度范围内光合作用强度的大小主要决定于光照的强弱。由图可知在相同的光照条件下，玉米比小麦的光合作用产量高。阴生植物在较弱的光照条件下，光合效率比阳生植物要高。
11．【答案】B
【解析】随着叶片从小长大，随着光合面积的增大，光合作用的强度也在增大。植株上部的叶片和下部叶片光合作用强度因为照光的不同，光合作用的强度也不同。光合作用强度直接是由叶绿体中酶决定的，酶虽然是由基因控制的，但酶的活性是受外界温度等因素的影响。因此光合作用强度不是固定不变的。因为不同植物的酶的最适温度不同，所以在相同光照条件下，不同植物的光合作用强度是不同的。
12．【答案】C
【解析】本题考查了光合作用与呼吸作用的关系以及识图能力。M点时，由于没有光照，植物体只进行呼吸作用，不进行光合作用。N点时，植物体既进行光合作用也进行呼吸作用，但光合作用弱于呼吸作用。Q点时，光照强度增加但光合速率不再增加，说明光照强度不再是影响光合速率的因子；而CO2浓度增加，光合速率增加，说明此时CO2是影响光合速率的主要因素。O点时，植物既不向外界释放CO2，也不向外界吸收CO2，这时植物利用呼吸作用放出的CO2进行光合作用，光合速率与呼吸速率相等。
13．【答案】A。
【解析】本题考查影响光合作用的因素，涉及光照强度和温度。由于阴雨天气光照不足，植物光反应产物不足，限制了暗反应有机物的合成，而植物的呼吸作用还在进行。植物的产量实际上是光合作用合成的有机物减去呼吸作用消耗的有机物，所以要保证植物产量，必须设法降低呼吸消耗，所以应该降低温度，夜间只进行呼吸作用，所以温度应该更低一些，以降低夜间的呼吸作用消耗。
14．【答案】D
【解析】阴生植物在较弱的光照条件下就能达到光合作用最大值，适于生活在隐蔽的条件下，在强光下反而抑制其光合作用。因此达到最大光合作用速率时，阴生植物需要的光照强度最弱，是于生活在隐蔽的条件下。植物Ⅳ光合作用速率大最大值对应的光照强度最弱，所以是最适于在隐蔽条件下生活的植物。
15．【答案】C
【解析】本题考查影响光合作用效率的因素。增加植物的产量主要靠增加植物的光合作用效率，影响光合作用效率的因素主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度、矿质营养和水等，在满足光照、土壤、肥料（包括矿质营养）、温度等的条下，影响光合作用效率的因素只有二氧化碳浓度了。
16．【答案】 A
【解析】本题在知识方面，主要考查植物的必需元素矿质元素内容，以及生物固氮知识。在能力方面，主要考查考生表格数据分析能力，同时还考查运用这些知识对有关问题的分析和推理能力。对农作物Ⅰ、Ⅱ在不同施肥条件下所对应的产量与原产量对比分析可知，氮、磷、钾都是必需元素；分析农作物Ⅰ表格中的数据，不施氮肥与施氮肥的产量是一样的，说明农作物Ⅰ的氮来自固氮菌的生物固氮。
17．【答案】 B
【解析】此题研究强光和弱光对阴生植物和阳光植物光合作用的影响，强光下，植物光合作用强，消耗的原料二氧化碳多，弱光下，植物光合作用弱，消耗的原料二氧化碳少，A是正确的。此图所列的几种农作物小麦、玉米、高梁、都是阳生植物，实际上大多数农作物都是喜阳植物，D是正确的。阳生植物在强光下的实际光合作用量一定比弱光下高，净光合作用量=实际光合作用量—呼吸作用消耗量，而这几种植物生理活动的环境温度并不知道，温度高，光合作用强，呼吸作用也强，消耗的有机物也多。阴生植物，强光下的光合作用量低于弱光下的光合作用量。所以B项不正确。
18．【答案】（1）一定范围内，N、P含量越多，光合速率越快（2）①ATP NADPH 为C3的还原提供能量和还原剂 ②酶 ③叶绿体膜
【解析】从图中N和P含量与光合速率关系看，在一定范围内随着N、P含量的增多，光合速率加快。光反应的产物中ATP和NADPH都含有N和P，在ATP中腺嘌呤中含有N元素，磷酸基团中含有P，而NADPH中含有P，其中的A也是指腺嘌呤，含有N。
19．【答案】（1） 玉米种子有胚乳，大豆种子无胚乳
（2）C4途径 C3途径 （3）大豆根系上长有根瘤，玉米则没有。
（4）玉米是C4植物，能利用较低浓度的CO2，大豆的根瘤中有根瘤菌，能进行生物固氮。枯枝落叶和破裂的根瘤中含N化合物可被玉米根系吸收，由于两者高矮差异大，几乎不形成竞争关系，从而提高了光能利用率。
【解析】玉米为单子叶植物，在种子形成过程中，胚乳不被子叶吸收，故有胚乳。大豆为双子叶植物，在种子形成过程中，胚乳被子叶吸收，故种子无胚乳。
20．【答案】（1）二氧化碳和温度 暗反应 施放干冰，增加二氧化碳浓度（或燃烧柴草）或适当升温 （2）光波长（或光质） 光反应 （3）光反应和暗反应 Z3、Z2、Z1
【解析】（1）随着光强度的增加，X1、X2、X3起初相同但后来有差异，这是因为二氧化碳、温度的差异而影响了暗反应。（2）随着光强度的增加，Y1、Y2、Y3起初不同但后来相同，这是光质不同造成的。（3）随着光强度的增强，Z1、Z2、Z3自始至终有差异，这是由于光反应、暗反应不同决定的。