2024新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第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达标演练含解析新人教版必修第一册

PAGE11-第2课时光合作用的原理和应用[基础巩固]1.关于科学家探究光合作用原理的试验,下列叙述正确的是 ()A.1928年,科学家发觉甲醛可以通过光合作用转化为糖B.希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应C.鲁宾和卡门为植物同时供应H218O和C18O2进行试验,证明白光合作用释放的氧全部来自HD.阿尔农发觉,叶绿体合成ATP可以不伴随水的光解答案:B2.关于自然界中的光合作用,下列叙述错误的是()A.光反应需光,不须要酶,暗反应不须要光,需多种酶B.光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行C.光反应将水分解为H+和氧,H+与NADP+结合生成的NADPH将参加暗反应D.光反应汲取光能形成ATP,暗反应将ATP中的化学能储存在有机物中解析:光反应在叶绿体类囊体的薄膜上进行,完成水的光解和ATP的生成,须要光和多种酶的参加。该过程中光反应将水分解为H+和氧,H+与NADP+结合生成的NADPH参加暗反应。暗反应在叶绿体的基质中进行,完成CO2的固定和C3的还原,不须要光,但须要酶的参加,将ATP中的化学能储存在有机物中。答案:A3.NADPH在卡尔文循环中的作用是()A.只作为还原剂B.只供应能量C.既作为还原剂,又供应能量D.既不作为还原剂,也不供应能量答案:C4.下列关于光合作用的叙述,正确的是()A.类囊体上产生的ATP可用于汲取矿质元素离子B.夏季晴天光照最强时,植物光合速率肯定最高C.进入叶绿体的CO2能被NADPH干脆还原D.正常光合作用的植物突然停止光照,C5与ATP含量会下降解析:类囊体上产生的ATP只用于叶绿体内的生命活动,A项错误;夏季晴天光照最强时,蒸腾作用过强导致部分气孔关闭,植物光合速率较低,B项错误;进入叶绿体的CO2被C5固定为C3后被NADPH还原,C项错误;正常光合作用的植物突然停止光照,C5与ATP的含量会下降,D项正确。答案:D5.在封闭的温室内栽种农作物,下列措施不能提高作物产量的是()A.施用农家肥 B.适当增大昼夜温差C.采纳绿色薄膜 D.延长光照时间解析:施用农家肥,土壤中的微生物可将农家肥中的有机物分解为CO2等供农作物利用,有利于提高作物产量;适当增大昼夜温差,有利于有机物积累,进而提高作物产量;绿色薄膜只允许绿光透过,而叶绿体中的色素几乎不汲取绿光,因此若采纳绿色薄膜,不能提高作物产量;延长光照时间,可增加有机物的合成量,有利于提高作物产量。答案:C[拓展提高]6.光合作用过程中,不在类囊体薄膜上进行的是()A.ADP变成ATP B.氧气的生成C.CO2的固定和还原 D.NADPH的产生解析:光合作用过程中,在类囊体薄膜上发生水的光解,该过程中一方面水分解为氧,同时产生H+,H+与NADP+结合形成NADPH;另一方面在有关酶的催化作用下,供应能量促进ADP和Pi反应生成ATP。答案:C7.下列有关卡尔文循环的叙述,错误的是()A.卡尔文循环是一系列酶促反应B.卡尔文循环是使CO2变成(CH2O)的反应C.卡尔文循环是须要还原剂的反应D.卡尔文循环是在生物膜上进行的反应答案:D8.光合作用包括光反应和暗反应,下图表示光反应与暗反应的关系。下列叙述错误的是()A.光反应为暗反应供应ATP和NADPHB.停止光照,ATP和NADPH含量下降C.ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质D.植物光合作用的产物只是淀粉解析:光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应阶段必需在光照条件下才能进行,ATP和NADPH是光反应阶段的产物,产生后进入叶绿体基质参加暗反应;若停止光照,则ATP和NADPH含量下降;植物光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。答案:D9.下图表示植物光合作用的一个阶段,下列叙述正确的是()A.该反应的场所是类囊体的薄膜B.C3生成(CH2O)须要NADPH、ATP和多种酶C.提高温度肯定能促进(CH2O)的生成D.无光条件有利于暗反应进行解析:题图表示植物光合作用的暗反应阶段,该过程在叶绿体基质中进行,A项错误;C3的还原须要NADPH、ATP和多种酶参加,B项正确;若图示是在最适温度条件下进行的,提高温度则会降低酶的活性,进而影响(CH2O)的生成,C项错误;无光条件下,光反应不能进行,不能为暗反应供应NADPH和ATP,不利于暗反应的进行,D项错误。答案:B[挑战创新]10.温室具有防寒、加温柔透光等功能,能限制或部分限制植物的生长环境,多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。随着蔬菜大棚建设的快速发展,温室经验了手动限制、自动限制和智能化限制等发展阶段。(1)在建立温室大棚时,一般选用什么颜色的棚膜?为什么?(2)冬季通常在棚膜上盖草帘,在棚内增加升温设施,这样做的目的是什么?(3)北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中提出,农作物栽培要“正其行,通其风”。这对大棚蔬菜种植有什么启发?为了提高温室内农作物的产量和品质,你还有哪些建议?(4)智能化温室拥有综合环境限制系统,可以调整室内温、光、水、肥、气等诸多因素,创建植物生长的良好环境。智能化温室除了提高农作物产量,还有哪些方面的价值?答案:(1)透亮。透亮棚膜能透过全部太阳色光,对植物的生长有利。(2)提高棚内温度,增加植物的光合作用,并防止作物被冻坏。(3)种植时要保持适当株距,保持空气流通。为提高温室内农作物的产量和品质,可加大二氧化碳的供应,以增加光合作用的原料;还可以挂上红色或蓝紫色日光灯,利于植物有效汲取光进行光合作用。(答案合理即可)(4)智能化温室是在温室大棚自动化设备基础上,添加智能软件,形成在手机或电脑上设置参数,实现温室无人管理的智能监控手段,能够提高精准率,且大大节约劳动力成本。(答案合理即可)探究实践课:探究环境因素对光合作用强度的影响一、试验目的探究光照强度对光合作用强度的影响。二、试验原理1.在光照下,绿色植物通过光合作用产生O2。2.若叶片中的气体溢出,细胞间隙充溢了水,浮力减小,叶片就会沉到水底;若光合作用产生的O2充斥在叶片的细胞间隙中,浮力增大,叶片会从水底浮起。3.光照强度不同,则光反应产生O2的速率不同,叶片上浮的时间也不同。三、探究过程1.提出问题。光照强度影响光合作用强度吗?2.作出假设。光照强度影响光合作用强度,在肯定光照强度范围内,随光照强度的增加,光合作用强度也增加。3.试验步骤及操作。试验步骤主要操作制备圆形小叶片取生长旺盛的绿叶,用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片排出细胞间隙中的气体将圆形小叶片置于注射器内,并让注射器内吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞,使圆形小叶片内的气体溢出。处理过的小叶片因为细胞间隙充溢了水,所以全部沉到水底待用圆形小叶片将处理过的圆形小叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用打算试验装置取3只小烧杯,分别倒入富含CO2的清水进行试验向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片,然后分别置于强、中、弱3种光照下。试验中,可用5W的LED灯作为光源,利用小烧杯与光源的距离来调整光照强度视察并记录视察并记录同一时间段内各试验装置中圆形小叶片浮起的数量4.分析结果,得出结论。(1)试验结果。烧杯圆形小叶片/片富含CO2的清水/mL光照强度叶片浮起数量/片甲1020强多乙1020中中丙1020弱少(2)结论:光照强度影响光合作用强度,在肯定光照强度范围内,随光照强度的增加,光合作用强度也增加。5.表达和沟通。将本小组探究的问题、过程、结果和结论与其他小组沟通,听取他们的质疑并进行说明。如有必要,对本小组的试验方案进行修改。试验思索1.本试验思索。(1)内部气体溢出的叶片为什么沉入水底?光照后,为什么又可以浮现水面?提示:正常状态下,叶片内部细胞间隙充溢气体,因此,叶片比重较小,可以浮在水面。当叶片内部气体溢出时,细胞间隙充溢了水,叶片比重增大,因此沉入水底。沉入水底的叶片,接受光照后,进行光合作用,产生大量氧气,氧气进入叶片内的细胞间隙,使叶片比重减小,从而可以浮现水面。(2)除可以通过向清水中吹气外,还有什么方法可以提高清水内CO2浓度?提示:可以在清水中加入肯定质量分数的碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠水解可产生二氧化碳。(3)除可以通过比较同一时间段内各试验装置中圆形小叶片浮起的数量来比较各装置中光合作用的强度外,还可以通过哪项指标来进行比较?提示:还可以通过比较各装置中叶片全部上浮所须要的平均时间来比较各装置中光合作用的强度。(4)本试验用的是LED灯,假如用白炽灯进行试验,为了最大限度地解除无关变量的影响,试验改进如下图所示:将盛水玻璃柱放在灯与试管之间的作用是。

答案:解除光照引起的温度变更对试验结果的影响2.延长思索。若要探究CO2浓度对植物光合作用的影响,如何对本试验进行改造?提示:设置光照强度相同、碳酸氢钠溶液质量分数不同的三组试验,通过视察并记录同一时间段内各试验装置中圆形小叶片浮起的数量,探究CO2浓度对植物光合作用的影响。1.选材要求:叶片必需生长旺盛、簇新,生长旺盛、簇新的叶片光合作用旺盛。2.打孔时留意避开大的叶脉,大的叶脉处叶肉细胞少,且不利于细胞间隙中气体的溢出。3.排出注射器内残留的空气时,可重复拉动活塞几次,有利于叶片细胞间隙气体的充分排出。4.处理好的叶片必需放置在黑暗处,防止试验前叶片进行光合作用,干扰试验结果。5.清水中应富含二氧化碳(事先可用口通过玻璃管向清水内吹气),保证叶片光合作用所需二氧化碳的供应。6.三盏灯与试验装置间距离的差值不宜过小,保证为叶片进行光合作用供应不同强度的光照,使试验结果明显。7.同时对三个小烧杯进行视察,以解除时间因素对试验结果的影响。8.因为本试验中的光照强度较弱,我们可以得出随着光照强度的增加,光合作用强度增大的结论。事实上,对于每种植物来说,其他条件肯定时,当光照强度超过某一数值(光饱和点)后,光合作用强度就不再随光照强度的增加而增大。9.在探究环境因素对光合作用强度的影响时,可通过限制变量的方法,即先设置某一因素肯定,变更另一因素的方法来探究该因素对光合作用强度的影响。实战演练1.影响植物光合作用的因素有许多,下列对光合作用影响最小的是 ()A.叶绿体色素的含量B.五碳化合物的含量C.氮气的含量 D.二氧化碳的含量解析:叶绿体色素汲取的光能是光合作用的必要条件,故叶绿素的含量会影响光合作用,A项不符合题意;五碳化合物是光合作用暗反应的原料,会影响光合作用,B项不符合题意;氮气的含量与光合作用无关,对光合作用影响最小,C项符合题意;二氧化碳是光合作用暗反应的原料,会影响光合作用,D项不符合题意。答案:C2.若白天光照足够,则下列条件对作物增产有利的是 ()A.昼夜恒温25℃B.白天温度25℃,夜间温度15℃C.昼夜恒温15℃D.白天温度30℃,夜间温度25℃解析:作物增产主要是指有机物积累得多,25℃是作物进行光合作用的相宜温度,因此在此条件下白天合成有机物较多,但是此温度下细胞呼吸消耗的有机物也较多,A项不符合题意;在白天光照足够、温度25℃(酶催化作用的最适温度)的条件下,光合作用积累的有机物最多,夜间温度15℃,可以降低细胞呼吸对有机物的消耗,从而达到增产的目的,B项符合题意;昼夜恒温15℃,光合作用强度弱,不利于有机物的积累,C项不符合题意;夜间25℃,温度过高,并且昼夜温差小,不利于有机物的积累,D项不符合题意。答案:B3.某爱好小组利用绿叶和黄叶两种青菜叶片,探究光照强度对光合作用的影响,结果如下表所示。下列推想错误的是()光照强度7min内圆形叶片上浮的数量/片绿叶黄叶A10B30C51A.环境温度属于无关变量,对试验结果无明显影响B.圆形叶片上浮的数量与叶绿素的含量有关C.相同光照强度下,绿叶光合作用强度高于黄叶D.该试验可证明光合作用的强度受内外因素的影响答案:A4.小鹏家想建一个蔬菜大棚,小鹏结合所学学问给出若干建议,其中包括在大棚内安装太阳能灯和增加供暖装置确保昼夜温度均高于室外,他的建议和依据的原理正确的是()A.太阳能灯能在阴天时增加光照强度以增加光反应,为暗反应供应更多的ATP和NADPHB.光反应在光下进行,暗反应在暗处进行,夜晚要关闭太阳能灯让植物进行暗反应C.提高温室昼夜温度能提高酶的活性,利于有机物的积累D.延长光照时间和提高温度利于光反应完成能量转化,暗反应完成物质转变解析:太阳能灯能在阴天时增加光照强度,以增加光反应,为暗反应供应更多的ATP和NADPH,A项正确;光反应在光下进行,暗反应不须要光,在光下和暗处都能进行,夜晚关闭太阳能灯导致光反应不能进行,暗反应因缺乏光反应供应的ATP和NADPH也不能进行,B项错误;提高温室的昼夜温度,不仅能增加光合作用强度,也能提高细胞呼吸强度,不利于有机物的积累,C项错误;光反应和暗反应都可以完成能量的转化和物质的转变,D项错误。答案:A5.使叶片细胞间隙的空气溢出后,放入盛有新制的冷开水的锥形瓶中,探讨环境因素对光合作用强度的影响。下列可以说明光照对光合作用影响的是()1光照20℃水浴新制的冷开水2厚纸遮光20℃水浴加少许NaHCO3粉末3光照冰水降温加少许NaHCO3粉末4光照20℃水浴加少许NaHCO3粉末A.1号与3号B.2号与4号C.3号与4号 D.1号与4号答案:B6.为提高温室栽培的茄子的产量,可实行的措施不包括()A.增施氮肥和磷肥,促进茎、叶生长,以增大光合作用面积B.提高温室中CO2浓度,以提高光合作用速率C.高密度栽植,以增加个体数量D.适当延长光照时间答案:C7.为探究影响黑藻光合作用强度的环境因素,某小组设计了如下“迷你试验”装置,请分析回答下列问题。(1)在可乐瓶里加入100g黑藻,然后加入质量浓度为0.01g/mL的碳酸氢钠溶液至充溢,将②和⑤夹紧,④松开,在相宜光照等条件下,可通过测定____________________________来定量表示净光合速率,依据的原理是

_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)用该装置探究二氧化碳浓度对光合作用强度的影响时,随着碳酸氢钠溶液浓度的增加,干脆影响光合作用过程的阶段,导致净光合速率变更的趋势是。

(3)利用该装置,还可以探究(答出两点即可)对黑藻光合作用强度的影响。

答案:(1)单位时间内收集到的液体体积相宜光照等条件下,黑藻的光合速率大于呼吸速率,释放的氧气使可乐瓶中液体排到量筒(2)暗反应先增加趋于稳定后再降低(3)光照强度、温度 8.为探究环境因素对光合作用强度的影响,设计进行下列试验。Ⅰ.试验材料和用具:100mL量筒,50W、100W、200W和400W的台灯,冷开水,NaHCO3溶液,黑藻等。Ⅱ.试验步骤 ①打算4套如图所示的装置,编号为1～4。向广口瓶中各加入500mL质量浓度为0.01g/mL的NaHCO3溶液后,用冷开水充溢。②取4等份长势相同的黑藻分别放入1～4号装置。③将4套装置放入暗室中,然后分别用50W、100W、200W和400W的台灯等距离地照耀1～4号装置,视察气泡的产生状况。④30min后停止光照,测定光合作用释放的O2体积(mL)。以上试验重复3次,试验结果如下表所示。分析并回答下列问题。次数组别123450W100W200W400W第一次5.012.021.019.2其次次5.311.520.018.5第三次5.012