2020-2021学年新教材生物人教版必修第一册层级训练：5

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www.ks5u.com 第4节　光合作用与能量转化 第2课时　光合作用的原理和应用 必备知识基础练 进阶训练第一层 知识点一 光合作用的研究历程 ‎1.科学家们通过大量实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述正确的是(　　)‎ A．普利斯特利的实验证明了植物可以吸收CO2‎ B．萨克斯的实验证明了叶绿体在光下合成淀粉的同时释放出了O2‎ C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的O2量 D．鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O2来自于H2O ‎2．如图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，再经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈深蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈深蓝色。本实验证明(　　)‎ ‎①光合作用需要二氧化碳　②光合作用需要光　③光合作用需要叶绿素　④光合作用放出氧气　⑤光合作用制造淀粉 A．①②　　　B．③⑤　　　C．②⑤　　　D．①③‎ ‎3．(多选)为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和好氧性细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，正确的是(　　)‎ A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中 C．用好氧性细菌起指示作用 D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件 知识点二 光合作用的原理和过程 ‎4．右图所示为叶绿体中的某种结构及其上发生的物质和能量变化，下列叙述错误的是(　　)‎ A．图中的①是植物吸收的水分子 B．光合作用的色素都分布在结构②上 C．图示过程中，光能转变为ATP中的化学能 D．[H]、O2和ATP都用于暗反应 ‎5．下图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．阶段Ⅰ表示暗反应 B．阶段Ⅱ表示光反应 C．物质a表示[H] D．物质b表示C3‎ ‎6．(多选)如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体和叶绿体 B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等 C．当植物缺镁时，b点将向左移 D．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为‎25℃‎和‎30℃‎，如图表示的是该植物处于‎25℃‎环境中的情形，则将温度提高到‎30℃‎时，a点上移，b点右移，d点上移 知识点三 光合作用原理的应用 ‎7.下列关于光照与光合速率之间的关系的叙述，正确的一项是(　　)‎ A．阴生植物的光合速率与光照强度成反比 B．光照越强，光合速率越高 C．适宜的光照可以提高阴生植物光合速率 D．阴生植物在光照条件下，光合速率为零 ‎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强度 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．(多选)如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施能够有效提高光能利用效率的是(　　)‎ A．阴雨天气提高温室中的光照强度 B．将玉米与大豆混合种植 C．为农作物补充镁元素，保证叶绿素的含量 D．合理灌溉，使植株保持挺拔 关键能力综合练 进阶训练第二层 一、单项选择题 ‎10．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(　　)‎ A．光照相同时间，‎35 ℃‎时光合作用制造的有机物的量与‎30 ℃‎时相等 B．光照相同时间，在‎20 ℃‎条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于‎25 ℃‎时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 ‎11．如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的相对含量变化将会是(　　)‎ A．a上升、b下降 B．a、b都上升 C．a、b都下降 D．a下降、b上升 ‎12．一般说来，光照增强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。其原因是(　　)‎ A．蒸腾作用太强，体内水分不足 B．酶的活性降低 C．气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应 D．气孔关闭，CO2不足 二、不定项选择题(每题有一个或多个正确答案)‎ ‎13．如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在Y点时改变某条件，结果发生了如图曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是(　　)‎ A．与Y点相比较，X点时叶绿体中C3含量低 B．在Y点时，适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ C．制约X点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量 D．制约Z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度 ‎14．要在温室内培育出又大又甜的哈密瓜，对温室的控制正确操作是(　　)‎ A．白天适当降低温度 B．夜间适当降低温度 C．延长光照时间 D．适当增加空气中二氧化碳的浓度 ‎15．(易错题)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，将圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示，下列叙述错误的是(　　)‎ A．装置内增加的氧气来自水 B．光照强度为a时，光合作用停止 C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低 D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系 学科素养提升练 进阶训练第三层 ‎16．(学科素养——科学探究)下图甲为测定光合速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如下图乙所示。‎ ‎(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是________。‎ ‎(2)若此时图甲植物光照强度为15 klx，则1 h光合作用产生的气体量为________mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，则植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，植物还需从外界吸收CO2________mL。‎ ‎(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_____________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎17．甲图表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，乙图表示将A植物放在不同浓度的CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。‎ 请分析回答：‎ ‎(1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。‎ ‎(2)甲图中的a点表示________，如果以缺镁的培养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是________。‎ ‎(3)在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从________向__________方向移动；下图与c点相符的是________。‎ ‎(4)e点与d点比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________；e点与f点比较，e点的叶肉细胞中C3的含量________。(均填“高”“低”或“基本一致”)‎ ‎(5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果分别为M1________M2、N1________N2。‎ ‎(6)增施农家肥可以提高光合效率的原因是：‎ ‎①_____________________________________________________；‎ ‎②_____________________________________________________。‎ 第2课时　光合作用的原理和应用 ‎1．解析：普利斯特利通过实验证明植物能净化空气，未证明更新何种成分，A错误；萨克斯的实验的单一变量为是否有光照，因此可证明光是光合作用的必要条件，但没有证明光合作用的场所是叶绿体，B错误；恩格尔曼的实验发现光合作用的场所是叶绿体，产物之一是氧气，但并没有定量分析生成的O2量，C错误；鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水，D正确。‎ 答案：D ‎2．解析：曝光部分叶片用碘液处理呈深蓝色，说明曝光部分产生了淀粉，遮光部分用碘液处理后不呈深蓝色，说明没有产生淀粉，同时也说明光合作用需要光照，C正确。‎ 答案：C ‎3．解析：该实验的自变量是光的有无，并不是光的波长，没有必要将混合光分解，A错误；将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常地进行，B正确；实验材料选择好氧细菌可以确定释放氧气多的部位，起指示作用，C正确；水绵不仅具备细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于设置叶绿体有无光照，D正确。‎ 答案：BCD ‎4．解析：水在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，所以图中的①是植物吸收的水分子，A项正确。叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，B项正确。在叶绿体的类囊体薄膜上，色素将吸收的光能转变为ATP中的化学能，C项正确。[H]和ATP都用于暗反应，O2不用于暗反应，直接释放出去，D项错误。‎ 答案：D ‎5．解析：图中阶段I需要光照，属于光合作用的光反应阶段，图中阶段Ⅱ能够发生CO2的固定，并且生成糖类等有机物，属于光合作用的暗反应阶段；光反应中，水的光解产生氧气和[H]，因此物质a表示[H]；在光反应阶段，ADP＋Pi＋能量ATP，故图中b表示ATP。‎ 答案：C ‎6．解析：a点只进行细胞呼吸，此时产生ATP的细胞器只有线粒体而没有叶绿体，A错误；b点植物氧气释放量和吸收量都为0，即光合作用产生的氧气刚好被细胞呼吸利用，B正确；缺镁时叶绿素合成下降，利用光能的能力下降，植物需要较强光照才能达到与细胞呼吸强度相等的光合作用强度，b点右移，C错误；植物处于‎25℃‎ 环境中时，将温度提高到‎30℃‎时，光合作用强度下降，呼吸强度上升，故a点上移；b点表示净光合速率为0，故温度升为‎30℃‎后植物需要较强光照才能达到与呼吸速率相等的光合速率，b点右移；d点表示最大净光合速率，由于呼吸速率上升，光合速率下降，故d点上移，D正确。‎ 答案：AC ‎7．解析：阴生植物相对于阳生植物而言，达到最大光合速率所需的光照强度较低一些；阴生植物的光合速率随着光照强度增大而增加，达到一定强度后光合速率不再增加。‎ 答案：C ‎8．解析：“正其行，通其风”表示要做到合理密植，有利于植株合理利用光照和CO2，从而提高光合作用强度，A正确。‎ 答案：A ‎9．解析：阴雨天气，光照强度减弱，这种情况下可以通过提高光照强度来达到提高光能利用率的目的；玉米与大豆套种可以充分利用光能，进而达到提高光能利用率的目的；充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收；植株挺拔，叶片充分展开，有利于对光的吸收。‎ 答案：ABCD ‎10．解析：图中虚线表示的是光照下CO2的吸收量，即光合作用净合成量，在光照时间相同的情况下，‎30 ℃‎时光合作用的总量为3.50(净合成量)＋3.00(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，‎35 ℃‎时光合作用的总量为3.00(净合成量)＋3.50(呼吸消耗量)＝6.50(mg·h－1)，二者相同，A正确；在‎25 ℃‎时，CO2吸收量最大，即光合作用净合成量最大，B错误；‎25 ℃‎、‎30 ℃‎、‎35 ℃‎时，光合作用制造的有机物的量分别为6.00 mg·h－1、6.50 mg·h－1、6.50 mg·h－1，C错误；两曲线的交点表示光合作用的净合成量等于细胞呼吸消耗量，D错误。‎ 答案：A ‎11．解析：图中a、b是ATP和[H]，c是CO2，当c的含量降低，则C3的生成速率降低，ATP和[H]的消耗减少，所以a、b含量都上升。‎ 答案：B ‎12．解析：光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通过植物进行适应性调节，气孔关闭(此时水分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表温度)。虽然光反应产生了足够的[H]和ATP，但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。‎ 答案：D ‎13．解析：X点时，光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3的浓度较Y 点时高，A不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B不正确；制约X点的光合作用因素是光照强度，C不正确；一般情况下，在适宜温度和同等光照强度下，提高CO2浓度可大幅度提高光合作用速率，D正确。‎ 答案：D ‎14．解析：白天适当降低温度会降低光合作用强度，减少有机物的形成，不利于哈密瓜的生长；夜间适当降低温度可以减少呼吸消耗，有利于哈密瓜的生长；延长光照时间可以增加光合作用形成的有机物的量，有利于哈密瓜的生长；适当增加空气中二氧化碳的浓度可以提高光合作用强度，有利于哈密瓜的生长。‎ 答案：BCD ‎15．解析：氧气来自光反应中水的光解；光照强度为a时，氧气的增加量很少，但光合作用没有停止； 照光后CO2被光合作用吸收利用，所以CO2含量比照光前低。‎ 答案：B ‎16．解析：(1)由于图甲中存在CO2缓冲液，所以在不同光照强度下，液滴位置改变的实质是O2的消耗和释放。(2)光合作用产生O2的气体量应包括积累量和叶片消耗量为150＋50＝200(mL)，同时，净产生的O2量等于净消耗的CO2量为200－0.8×50＝160(mL)。(3)设置对照时可将新鲜叶片改为经消毒的等大小死叶片；除叶片本身会影响实验外，环境因素也可能影响实验结果。‎ 答案：(1)O2‎ ‎(2)200　160‎ ‎(3)新鲜叶片改为经消毒的等大小死叶片 ‎17．解析：(1)与A植物相比，B植物能在较低光照下储存有机物，受阴雨天气影响较小，A植物受影响较大。(2)图甲中a点时光照强度为零，此时植物只进行呼吸作用，所以a点表示植物的呼吸速率。b点是光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率。镁是合成叶绿素的重要元素，缺镁则无法合成叶绿素，导致光合速率降低，所以增加光照强度才能加快光合速率，使光合速率等于呼吸速率，即b点右移。(3)在c点时，光反应阶段利用ADP形成ATP，然后在暗反应阶段ATP又变成ADP，光反应的场所是叶绿体类囊体的薄膜，暗反应阶段的场所是叶绿体基质，所以ADP的移动方向从叶绿体的基质移向叶绿体类囊体的薄膜。图A表示呼吸速率大于光合速率，图B表示只进行呼吸作用，图C表示光合速率等于呼吸速率，图D表示光合速率大于呼吸速率，在c点时，光合速率大于呼吸速率，因此图D与c点相符。(4)与d点相比，e点时光照强度大，光反应强，产生的[H]和ATP多，所以C3的消耗量多，C3的生成量不变，C3的含量降低；e点时，CO2的浓度较f点高，CO2的固定量大，C3的生成量大，消耗量不变，C3‎ 含量高。(5)图中光照强度为g时，植物A、B单位时间内从外界吸收的CO2量相等，故植物A、B的有机物积累速率相等，即M1＝M2。有机物合成速率＝有机物积累速率＋呼吸速率，因植物A的呼吸速率比植物B的大，故有机物合成速率是N1>N2。‎ 答案：(1)A　(2)A植物的呼吸速率　向右　(3)叶绿体基质　类囊体薄膜　D　(4)低　高　(5)＝　>　(6)①农家肥被微生物分解后为农作物提供CO2　②提供矿质元素　③促进土壤微生物的活动，提高土壤通气性，促进植物对矿质元素的吸收(答出两项即可)‎