2020秋高一生物人教版必修1 第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用 课时作业

2020秋高一生物人教版必修1 第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用 课时作业

[基础测试] 知识点一 探究环境因素对光合作用强度的影响 1.将生长旺盛的叶片，剪成 5 mm 见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理(见 下图及图注)。这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是( ) 答案 C 解析 光合作用的正常进行需要光、CO2 和 H2O 的参与，无光条件下植物的 光合作用不能进行，也就不能产生 O2，因而叶片不能上浮，B、D 不符合题意；自 来水中 CO2 的含量较煮沸过的自来水中多，故光合作用相对旺盛，产生的 O2 多， 所以 C 中叶片最先上浮，C 符合题意，A 不符合题意。 知识点二 影响光合作用的因素及应用 2．如图表示光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，该曲线通过实验检测 一片叶子在不同光照强度条件下 CO2 吸收和释放的情况绘制。下列选项中，细胞 中发生的情况与曲线中 B 点相符的是 ( ) 答案 C 解析 B 点时光合作用强度等于呼吸作用强度，说明线粒体释放的 CO2 正好 为叶绿体进行光合作用所利用。 3．《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 答案 A 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。 4．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 ℃和 30 ℃，如图表 示 30 ℃时光合速率与光照强度的关系。若温度降到 25 ℃(原光照强度和二氧化碳 浓度不变)，理论上图中相应点 a、b、d 的移动方向分别是( ) A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 答案 C 解析 图中 a、b、d 三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时 的光合作用速率。据题意，由于光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度不同，当温 度由 30 ℃降到 25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a 点上移；光合作用速率增大，d 点 上移；b 点表示光合作用速率＝细胞呼吸速率，在 25 ℃时细胞呼吸作用速率降低 光合作用速率增大，在除光照强度外其他条件不变的情况下，要使其仍然与细胞 呼吸速率相等，需降低光照强度以使光合作用速率减弱，即 b 点左移。 5．如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内。下列分析错误的是( ) A．甲图中 a 点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量 B．乙图中 d 点与 c 点相比，相同时间内叶肉细胞中 ATP 的生成量多 C．图中 M、N 点的限制因素是光照强度，P 点的限制因素是温度 D．丙图中，随着温度的升高，曲线的走势将稳定不变 答案 D 解析 据图分析：甲图 a 点在外界各种因素最适情况下，光合速率受到限制， 可能是内因叶绿体中酶的数量有限，A 正确；乙图中 d 点与 c 点相比，光照强度较 大，故光反应较强，相同时间内叶肉细胞中 ATP 的生成量多，B 正确；图中 M、 N 点限制因素是横坐标光照强度，P 点限制因素是温度，C 正确；丙图中，随着温 度的升高，酶活性下降等因素影响，曲线趋势将下降，D 错误。 6．(2019·沈阳高一检测)人参是阴生植物，它的根可以入药，有重要经济价值， 下列叙述错误的是( ) A．适当遮光处理与强光下相比叶绿体消耗 CO2 的量增加 B．若对阴生植物适当增强光照，假设呼吸速率不变，随着光照强度的增加， 有机物积累量逐渐增加 C．人参叶肉细胞光合作用光反应阶段产生的 NADPH 既可能作为还原剂又可 以为暗反应提供能量 D．增加有机肥，延长生育期均可以提高净光合速率 答案 D 解析 阴生植物强光下气孔会关闭，二氧化碳供应不足，故适当遮光处理与 强光下相比叶绿体消耗 CO2 的量增加，A 正确；若对阴生植物适当增强光照，假 设呼吸速率不变，则随光照强度的增加，净光合速率增加，有机物积累量增加，B 正确；光合作用光反应阶段产生的 NADPH 既可以作为还原剂，又可以为暗反应 提供能量，C 正确；增施有机肥、通风均可以提高净光合速率，但延长生育期不能 提高净光合速率，D 错误。 知识点三 光合作用与呼吸作用关系和化能合成作用 7.如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是 ( ) A．NADPH 为氧化型辅酶Ⅱ，可以为暗反应提供能量 B．各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是 3 C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是 5 D．2 过程需多种酶参与，且需要 ATP 供能 答案 A 解析 1 过程是光反应阶段；2 过程是暗反应阶段；3 过程是有氧呼吸的第一 阶段；4 过程是有氧呼吸第二阶段；5 过程是有氧呼吸第三阶段。NADPH 是还原 型辅酶Ⅱ，既可以作为还原剂，又可以为暗反应提供能量，A 错误；细胞生物都 能进行呼吸作用，而有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同，所以各种生物 体(病毒除外)都能进行的过程是 3，B 正确；1、3、4 和 5 过程都能产生能量，但 1 阶段的能量只能用于暗反应，3、4、5 过程中产生的能量可以用于各种生命活动， 5 过程产生的能量最多，因此为生命活动提供能量最多的是 5 过程，C 正确；2 过 程为光合作用的暗反应阶段，需要多种酶参与，且需要 ATP 供能，D 正确。 8．(2019·龙岩高一检测)如图表示光照强度和 CO2 浓度对某植物光合作用强度 的影响。下列叙述中错误的是( ) A．曲线中 A 点转向 B 点时，叶绿体中 C3 浓度降低 B．曲线中 D 点转向 B 点时，叶绿体中 C5 浓度升高 C．AB 段影响光合作用速率的主要因素是光照强度 D．BC 段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其他条件 答案 B 解析 曲线中 A 点转向 B 点时，光照强度增强，光反应产生的 NADPH 和 ATP 增加，促进暗反应还原 C3，C3 生成不变，消耗增加，叶绿体中 C3 浓度降低，A 正 确；曲线中 D 点转向 B 点时，CO2 浓度增加，CO2 和 C5 生成 C3，C5 消耗增加，生 成不变，因此叶绿体中 C5 浓度降低，B 错误；AB 段光合作用速率未达到最高点， 此时影响光合作用速率的主要因素是光照强度，C 正确；BC 段光合作用速率达到 最大值，此时影响光合作用速率的限制性因素不再是光照强度，可能是温度等其 他条件，D 正确。 [能力提升] 9．夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下 CO2 吸收速率的变化 如图所示。下列说法正确的是( ) A．甲植株在 a 点开始进行光合作用 B．乙植株在 e 点有机物积累量最多 C．曲线 b～c 段和 d～e 段下降的原因相同 D．两曲线 b～d 段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 答案 D 解析 从图中可以看出，a 点时光合作用速率等于呼吸作用速率，并非从此处 开始进行光合作用，A 错误；光合作用速率大于呼吸作用速率时，有机物积累， 图中 6～18 时光合速率大于呼吸速率，故 18 时有机物积累最多，B 错误；b～c 段 下降是因为光照过强，温度过高，失水过多，气孔关闭，CO2 吸收速率降低，d～e 段下降是因为光照强度降低，光合作用强度减弱，CO2 吸收速率降低，C 错误；由 图中曲线可知，甲、乙两株同种植物在夏季晴朗的一天同种条件下 b～d 段曲线不 同，乙曲线 b～d 段出现的原因是光照过强导致温度过高，失水过多，气孔关闭， 甲曲线出现 b～d 段的原因，可能是甲植株气孔无法关闭，D 正确。 10．图甲是某同学探究影响植物光合速率因素的实验装置图，图乙表示的是 线粒体和叶绿体之间物质的交换。试回答： (1) 图 甲 装 置 中 隔 在 灯 与 试 管 之 间 盛 水 玻 璃 柱 的 作 用 是 ____________________________________________________________________。 (2)若实验中每隔 5 min 改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加， 气泡产生速率下降，请分析影响这一结果的外界因素： ①_____________________________________________________________； ②_____________________________________________________________。 (3)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用图甲装置进行实验的设计思路 是：____________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)在什么情况下，会出现如图乙所示的情况？_____________________。 (5)当产生气泡的情况下，请在图乙中用箭头标出此状态时 O2 的移动方向。 答案 (1)吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响 (2)①光照强度减弱，光合作用产生的 O2 减少 ②水中 CO2 含量逐渐下降，光合作用产生的 O2 减少 (3)用多组相同装置，只更换灯泡功率或只改变试管与灯之间的距离，进行对 照实验 (4)光合速率等于呼吸速率 (5)如图： 解析 (1)盛水玻璃柱位于灯和盛有水藻的试管之间，由于灯不仅发光而且也 能发热，所以盛水玻璃柱可以吸收热量。 (2)由于试管水中溶解的 CO2 量是有限的，一段时间后 CO2 的浓度会降低，同 时距离增加会使光照强度降低。 (3)自变量是光照强度，可以通过更换灯泡功率或改变灯和试管之间的距离来 改变光照强度。 (4)由于叶绿体产生的 O2 全部用于细胞呼吸，而线粒体产生的 CO2 全部用于光 合作用，所以此时的光合速率和呼吸速率是相同的。 (5)产生气泡时，说明此时光合作用大于细胞呼吸，产生的 O2 一部分用于细胞 呼吸，一部分释放到大气中。 11．某植物净光合速率的变化趋势如图所示。 据图回答下列问题： (1)当 CO2 浓度为 a 时，高光强下该植物的净光合速率为 。CO2 浓度 在 a～b 之间时，曲线 表示了净光合速率随 CO2 浓度的增高而增高。 (2)CO2 浓度大于 c 时，曲线 B 和 C 所表示的净光合速率不再增加，限制其增 加的环境因素是________。 (3)当环境中 CO2 浓度小于 a 时，在图示的 3 种光强下，该植物呼吸作用产生 的 CO2 量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的 CO2 量。 (4)据图可推测，在温室中，若要采取提高 CO2 浓度的措施来提高该种植物的 产量，还应该同时考虑_______这一因素的影响，并采取相应措施。 答案 (1)0 A、B 和 C (2)光强 (3)大于 (4)光强 解析 (1)根据曲线图可知，当 CO2 浓度为 a 时，高光强下(曲线 A)该植物的净 光合速率为 0；CO2 浓度在 a～b 之间时，曲线 A、B 和 C 的净光合速率都随着 CO2 浓度的增高而增高。 (2)由图可知，影响净光合速率的因素为 CO2 浓度和光强。当 CO2 浓度大于 c 时，由于受光强的限制，光反应产生的 NADPH 和 ATP 不足，光合作用受到限制， 曲线 B 和 C 的净光合速率不再增加。 (3)当环境中的 CO2 浓度小于 a 时，在图示的 3 种光强下，植物的净光合速率 均小于 0，即该植物呼吸作用产生的 CO2 量大于光合作用吸收的 CO2 量。 (4)据图可推测，光强和 CO2 浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取 提高 CO2 浓度的措施来提高该种植物的产量，还要考虑光强这一因素的影响。 12．研究人员对名贵中药铁皮石斛的栽培条件进行了相关研究，实验结果如 下： 注：L1、L2 和 L3 分别代表光照强度为 360、240 和 120 μmol/(m2·s)；W1、W2 和 W3 分别代表土壤含水量为土壤最大持水量的 100%、70%和 40%。 (1)干重是植物光合作用有机物的积累量，如果用含有 14C 的二氧化碳来追踪 光 合 作 用 的 碳 原 子 ， 这 种 碳 原 子 的 转 移 途 径 是 ________________________________________。(用汉字或化学符号及箭头表示) (2)该实验研究了____________________对该植物光合作用的影响。 (3)据表分析，该植物在________(用表格中的字母填空)条件下的生长状况最 好。 (4)进一步研究发现，在土壤含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提 高，表明植株可以通过积累可溶性糖从而提高______________________，这是植 株的一种保护性反应。 (5) 为 保 证 该 植 物 的 产 量 ， 请 提 出 在 强 光 条 件 下 的 栽 培 建 议 ： ____________________________。 答案 (1)14CO2(二氧化碳)→14C3(三碳化合物)→(14CH2O)(糖类) (2)光照强度和土壤含水量 (3)L2W2 (4)细胞的渗透调节能力(细胞的吸水能力) (5)将土壤含水量控制在 70%左右(W2) 解析 (1)14C 标记的 CO2 是光合作用暗反应的原料。在光合作用的暗反应阶 段，14CO2 和 C5 结合形成 14C3，14C3 在 ATP 提供能量的前提下被 NADPH 还原为 C5 和糖类(CH2O)，其中 14C3 转移到糖类中，即 14C 的转移途径为 14CO2(二氧化 碳)→14C3(三碳化合物)→(14CH2O)糖类。 (2)表中的 L1、L2 和 L3 分别代表不同的光照强度，W1、W2 和 W3 分别代表不 同土壤含水量，由此并结合题意可知：该实验研究了光照强度和土壤含水量对该 植物光合作用的影响。 (3)表中信息显示：在光照强度为 L2、土壤含水量为 W2 时，该植物的干重最 大，此时该植物的生长状况最好。 (4)在土壤含水量低的情况下，植物细胞内可溶性糖的含量提高后会使渗透压 升高，从而会增加细胞的渗透调节能力(细胞的吸水能力)。 (5)分析表中信息可知，在光照强度一定、土壤含水量为 70%左右(W2)时，该 植物的干重最大。可见，为保证该植物的产量，在强光条件下应将栽培植物所处 的土壤含水量控制在 70%左右(W2)。