2024-2025学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的原理和应用课时分层作业含解析新人教版必修1

PAGE7-第2课时光合作用的原理和应用(建议用时：40分钟)题组一光合作用的探究历程1．1937年，植物学家希尔将叶绿体分别后置于试管中，加入1%的DCPIP(DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色的，被还原时是无色的)后，将试管置于光下，发觉溶液由蓝色变成无色并放出氧气，以上试验证明白()A．光合作用产生的氧气来自H2OB．光合作用的过程中能产生还原剂和O2C．光合作用的光反应在类囊体上进行D．光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行B[推断光合作用产生的氧气的来源时需用放射性同位素标记法，本试验无法推断光合作用产生的氧气的来源，A不符合题意；溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原剂，并放出氧气，故说明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B符合题意；题述试验不能推断光合作用的光反应的场所，C不符合题意；题述试验不能推断光合作用的暗反应的场所，D不符合题意。]2．1941年鲁宾和卡门采纳同位素标记法进行了如下两组试验，下列叙述正确的是()A.为了解除光照的影响，该试验要在黑暗条件下进行B．A和B相对分子质量之比为9∶8C．设计该试验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气D．试验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水D[光合作用须要光，因此题述试验须要在光下进行，A错误；光反应的过程中，氧气中的氧元素来自水，所以A物质是O2，B物质是18O2，所以图中A物质和B物质的相对分子质量之比为16∶18＝8∶9，B错误；设计题述试验的目的在于证明植物光合作用释放的氧气来自水，C错误；试验结果说明光合作用释放的氧气全部来自水，D正确。]题组二光合作用的原理3．下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有()A．水、二氧化碳、ATP B．氧气、水、ATPC．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水C[在叶绿体类囊体薄膜上发生的是光反应，该过程有ATP的形成和水的光解。]4．在光合作用中，不须要酶参加的过程是()A．CO2的固定 B．叶绿素汲取光能C．三碳化合物的还原 D．ATP的形成B[色素分子汲取光能的过程中不须要酶的催化。]5．依据如图所示光合作用图解，推断下列说法正确的是()A．⑤过程发生于叶绿体基质中B．⑥过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C．图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O)D．②不仅用于还原C3化合物，还可促进③与C5的结合C[⑤是光反应阶段，发生于叶绿体类囊体薄膜上，A错误；⑥为暗反应阶段，发生于叶绿体基质中，B错误；据图分析可知，①是NADPH，②是ATP，③是二氧化碳，④是糖类，C正确；②是ATP，是光反应的产物，用于还原C3，CO2与C5结合形成C3不消耗能量，D错误。]6．甲图表示光合作用部分过程的图解，乙图表示变更光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内含量的变更曲线，请据图回答问题。(1)甲图中A表示的物质是________，它是由______________产生的，其作用主要是__________________。(2)甲图中ATP形成所需的能量最终来自_________________。若用放射性同位素14C标记CO2，则14(3)乙图中曲线a表示的化合物是____________，在无光照时，其含量快速上升的缘由是__________________________。(4)曲线b表示的化合物是____________，在无光照时，其含量下降的缘由是__________________________。[解析](1)光反应为暗反应供应的物质是NADPH和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由H2O分解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于三碳化合物的还原。(2)光反应中，光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3(三碳化合物)→(14CH2O)。(3)(4)题干中已明确a、b表示三碳化合物和五碳化合物的含量变更，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP含量下降，三碳化合物的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍在进行，因此三碳化合物含量相对上升，五碳化合物含量相对下降，即a表示三碳化合物，b[答案](1)NADPH水在光下分解还原三碳化合物(2)光能(CH2O)(3)三碳化合物CO2与五碳化合物结合生成三碳化合物，而三碳化合物不能被还原(4)五碳化合物五碳化合物与CO2结合生成三碳化合物，而三碳化合物不能被还原为五碳化合物题组三光合作用原理的应用7．如图表示某种植物在最适温度和0.03%的CO2浓度条件下，光合作用合成量随光照强度变更的曲线，若在B点时变更某种条件。结果发生了如曲线b的变更，则变更的环境因素是()A．适当提高温度 B．增大光照强度C．适当增加CO2浓度 D．增加酶的数量C[此时温度已经是最适温度，所以再提高温度会使酶的活性降低，光合作用速率降低；B点是光照的饱和点，此时间照不是限制光合作用的因素；CO2的浓度为0.03%，相对较低，所以增加CO2浓度会提高光合作用的速率；酶的数量属于内因。]8．在大棚栽培蔬菜过程中，不能提高光合作用强度的措施是()A．适当降低夜间温度B．适时通风透气C．适时增施有机肥D．适当提高光照强度A[本题考查的是提高光合作用强度的措施，提高光合作用强度的措施有适时通风透气、适时增施有机肥、适当提高光照强度，B、C、D不符合题意；而适当降低夜间温度不能提高光合作用强度，A符合题意。]9．(多选)硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，下列有关叙述错误的是()A．该过程须要在具有NH3和O2存在条件下才可以进行B．该过程与光合作用特别相像，都要光合色素C．硝化细菌属于异养型生物，因为它是原核生物，以现成有机物为养分来源D．该过程合成有机物的原料是其他有机物BCD[硝化细菌是需氧自养型生物，其能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，A正确；化能合成过程不须要光合色素汲取光能，B错误；硝化细菌属于自养型生物，C错误；该过程合成有机物的原料是无机物，即CO2和H2O，D错误。]10．下图是利用溶氧量变更来测定黄瓜叶片光合速率的装置。试验在最适温度下进行，反应杯的溶液中加入少量NaHCO3是为了供应CO2。请回答下列问题：(1)黄瓜叶片放入反应杯前需抽空叶肉细胞间隙内的气体，目的是____________________________________________________。(2)随着测试时间的延长，叶片的光合速率渐渐下降，缘由是密闭的反应杯中________，此时，叶绿体中的________碳化合物含量下降，________碳化合物含量上升。(3)若提高恒温水浴的温度，则光合速率________。若将光源远离反应杯，则光合速率________。(4)该方法同样可用于叶片呼吸强度的测定，只需对反应杯______________。[解析](1)试验前黄瓜叶片抽空叶肉细胞间隙内的气体是为了防止叶肉细胞间隙内储存的气体影响试验结果。(2)试验时间过长的状况下，反应杯中由于NaHCO3被消耗，CO2的浓度过低，光合作用速率渐渐下降。CO2不足时，叶绿体中的三碳化合物由于原料的不足而合成削减，五碳化合物由于消耗削减而含量上升。(3)由于试验是在最适温度下进行的，因此，提高恒温水浴的温度，光合作用速率下降。光源远离反应杯，光照减弱，光合作用速率下降。(4)测定呼吸强度时，为解除光合作用的影响，试验要在黑暗处进行。[答案](1)解除原有气体对试验结果的干扰(2)CO2不足三五(3)下降下降(4)进行黑暗处理11．如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会上升B．被还原的C3在相关酶的催化作用下，可再形成C5C.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能D．CO2可干脆被NADPH还原，再经过一系列的变更形成糖类B[光照强度由强变弱时，ATP和NADPH合成削减，C3还原减慢，C5生成量削减，而C5的消耗(被CO2固定所消耗)短暂不变，所以短时间内C5含量会削减，A错误；C3在有关酶的催化作用下，能形成糖类、水和C5，B正确；CO2的固定实质上是CO2与C5反应生成C3，ATP不参加CO2的固定，ATP用于C3的还原，C错误；CO2不能干脆被NADPH还原，须要形成C3后才能被NADPH还原，再经过一系列的变更形成糖类，D错误。]12．用金鱼藻在如图的试验装置中进行与光合作用有关的试验，下列相关说法正确的是()A．试管中收集的气体量代表了金鱼藻光合作用制造的O2量B．试管中收集的气体量代表了金鱼藻呼吸作用制造的CO2量C．探究CO2浓度对光合作用的影响，可用不同浓度的NaHCO3溶液进行试验D．探究光照强度对光合作用的影响，应当用光源渐渐靠近该套装置，视察气泡产生的速率变更C[试管中收集的气体量代表了净光合作用产生的O2量，即光合作用O2产生量和呼吸作用消耗量的差值，A、B错误；探究CO2浓度对光合作用的影响，自变量为CO2浓度，因此可用不同浓度的NaHCO3溶液进行试验，C正确；探究光照强度对光合作用的影响，应当选用多套装置设置不同的距离，并且气泡太少，故视察气泡产生的速率不现实，D错误。]13．如图为某农作物光合速率随土壤水分削减的日变更曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变更相同，则据图分析，下列叙述错误的是()A.在水分足够时该农作物光合作用没有出现“午休”现象B．曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关C．适时进行浇灌可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度D．导致曲线Ⅲ所示日变更的主要因素是土壤含水量D[分析题图，自变量是土壤含水量、光照强度，因变量是光合速率。由题干信息“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据”及分析曲线图可知，在水分足够时(如降雨后第2天)该农作物光合作用没有出现“午休”现象，A项正确；由曲线图可知，曲线Ⅱ双峰的形成与光照强度的变更有关，波谷的形成是由光照过强导致气孔关闭，进而固定的CO2削减引起的，即曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关，B项正确；经上述分析可知，在水分足够时该农作物光合作用没有出现“午休”现象，故适时进行浇灌可以缓解农作物光合作用的“午休”程度，C项正确；导致曲线Ⅲ所示日变更的主要因素是光照强度，导致曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光合速率不同的主要因素是土壤含水量，D项错误。]14．科研人员利用温室栽培作物进行了探究试验，结果如图所示，请回答下列问题：(1)本试验的自变量是__________________。由试验结果可知，该作物光合作用相关酶活性的最适温度在__________℃之间。(2)当CO2浓度低于0.06%时，暗反应中__________的生成速率限制了光合作用速率。(3)与20℃相比，温度为10℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果__________(填“显著”或“不显著”)，缘由是____________________。(4)如图为某爱好小组探究影响光合速率的因素与光合速率之间的关系时绘制的曲线图。①该试验探究的因素中可干脆影响NADPH生成的是__________。图中在光照强度O～P点限制光合速率的环境因素主要是__________________________。②若在图乙中高浓度CO2的条件下，Q点的光照强度瞬间改为P点的光照强度，则短时间内叶绿体中C3含量增加的缘由是______________________。③绘制图示曲线的数据__________(填“能”或“不能”)干脆测量，缘由是_________________________________。[解析](1)分析曲线图可知，本试验的自变量是温度和CO2浓度。由试验结果可知，四种温度相比，30℃比较相宜，因此该作物光合作用相关酶活性的最适温度在20～40℃之间。(2)当CO2浓度低于0.06%时，二氧化碳浓度是限制光合速率的主要因素，二氧化碳参加光合作用暗反应中二氧化碳的固定并产生三碳化合物，即暗反应中三碳化合物(或C3)的生成速率限制了光合作用速率。(3)与20℃相比，温度为10℃时，增加CO2浓度对提高光合作用速率的效果不显著，缘由是10℃[答案](1)温度和CO2浓度20～40(2)三碳化合物(C3)(3)不显著10℃时酶活性低(4)①光照强度光照强度②光照强度减弱，导致光反应产生的NADPH和ATP削减，C3的还原速率减慢；同时CO2的固定仍正常进行③不能图示反映的是总光合速率，而有光时测得的是净光合速率(合理即可)对环境条件对光合速率影响的分析不清15．在下列四组试验条件下，测定了不同光照强度对光合速率的影响，结果如曲线图所示。①0.1%CO2，30℃；②0.1%CO2，20℃；③0.03%CO2，30℃；④0.03%CO2，A．比较曲线①和②可知，30℃时