2024-2025學年新教材高中生物第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)第2課時光合作用的原理和應用課時分層作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE7-第2課時光合作用的原理和應用(建議用時：40分鐘)題組一光合作用的探究歷程1．1937年，植物學家希爾將葉綠體分別后置于試管中，加入1%的DCPIP(DCPIP是一種可以接受氫的化合物，被氧化時是藍色的，被還原時是無色的)后，將試管置于光下，發(fā)覺溶液由藍色變成無色并放出氧氣，以上試驗證明白()A．光合作用產生的氧氣來自H2OB．光合作用的過程中能產生還原劑和O2C．光合作用的光反應在類囊體上進行D．光合作用的暗反應在葉綠體基質中進行B[推斷光合作用產生的氧氣的來源時需用放射性同位素標記法，本試驗無法推斷光合作用產生的氧氣的來源，A不符合題意；溶液由藍色變成無色，說明產物中有還原劑，并放出氧氣，故說明光合作用的過程中能產生還原劑和O2，B符合題意；題述試驗不能推斷光合作用的光反應的場所，C不符合題意；題述試驗不能推斷光合作用的暗反應的場所，D不符合題意。]2．1941年魯賓和卡門采納同位素標記法進行了如下兩組試驗，下列敘述正確的是()A.為了解除光照的影響，該試驗要在黑暗條件下進行B．A和B相對分子質量之比為9∶8C．設計該試驗的目的在于證明植物光合作用會釋放氧氣D．試驗結果說明植物光合作用釋放的氧氣全部來自水D[光合作用須要光，因此題述試驗須要在光下進行，A錯誤；光反應的過程中，氧氣中的氧元素來自水，所以A物質是O2，B物質是18O2，所以圖中A物質和B物質的相對分子質量之比為16∶18＝8∶9，B錯誤；設計題述試驗的目的在于證明植物光合作用釋放的氧氣來自水，C錯誤；試驗結果說明光合作用釋放的氧氣全部來自水，D正確。]題組二光合作用的原理3．下列物質中，可以在葉綠體類囊體薄膜上被消耗的有()A．水、二氧化碳、ATP B．氧氣、水、ATPC．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水C[在葉綠體類囊體薄膜上發(fā)生的是光反應，該過程有ATP的形成和水的光解。]4．在光合作用中，不須要酶參加的過程是()A．CO2的固定 B．葉綠素汲取光能C．三碳化合物的還原 D．ATP的形成B[色素分子汲取光能的過程中不須要酶的催化。]5．依據如圖所示光合作用圖解，推斷下列說法正確的是()A．⑤過程發(fā)生于葉綠體基質中B．⑥過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上C．圖示①～④依次為NADPH、ATP、CO2、(CH2O)D．②不僅用于還原C3化合物，還可促進③與C5的結合C[⑤是光反應階段，發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上，A錯誤；⑥為暗反應階段，發(fā)生于葉綠體基質中，B錯誤；據圖分析可知，①是NADPH，②是ATP，③是二氧化碳，④是糖類，C正確；②是ATP，是光反應的產物，用于還原C3，CO2與C5結合形成C3不消耗能量，D錯誤。]6．甲圖表示光合作用部分過程的圖解，乙圖表示變更光照后，與光合作用有關的五碳化合物和三碳化合物在細胞內含量的變更曲線，請據圖回答問題。(1)甲圖中A表示的物質是________，它是由______________產生的，其作用主要是__________________。(2)甲圖中ATP形成所需的能量最終來自_________________。若用放射性同位素14C標記CO2，則14(3)乙圖中曲線a表示的化合物是____________，在無光照時，其含量快速上升的緣由是__________________________。(4)曲線b表示的化合物是____________，在無光照時，其含量下降的緣由是__________________________。[解析](1)光反應為暗反應供應的物質是NADPH和ATP，由此可確定A是[H]，[H]是由H2O分解后經一系列過程產生的，其作用主要是用于三碳化合物的還原。(2)光反應中，光能轉化為活躍的化學能儲存在ATP中，14CO2的同化途徑為14CO2→14C3(三碳化合物)→(14CH2O)。(3)(4)題干中已明確a、b表示三碳化合物和五碳化合物的含量變更，光照停止后，光反應停止，[H]和ATP含量下降，三碳化合物的還原減弱直至停止，而CO2的固定仍在進行，因此三碳化合物含量相對上升，五碳化合物含量相對下降，即a表示三碳化合物，b[答案](1)NADPH水在光下分解還原三碳化合物(2)光能(CH2O)(3)三碳化合物CO2與五碳化合物結合生成三碳化合物，而三碳化合物不能被還原(4)五碳化合物五碳化合物與CO2結合生成三碳化合物，而三碳化合物不能被還原為五碳化合物題組三光合作用原理的應用7．如圖表示某種植物在最適溫度和0.03%的CO2濃度條件下，光合作用合成量隨光照強度變更的曲線，若在B點時變更某種條件。結果發(fā)生了如曲線b的變更，則變更的環(huán)境因素是()A．適當提高溫度 B．增大光照強度C．適當增加CO2濃度 D．增加酶的數(shù)量C[此時溫度已經是最適溫度，所以再提高溫度會使酶的活性降低，光合作用速率降低；B點是光照的飽和點，此時間照不是限制光合作用的因素；CO2的濃度為0.03%，相對較低，所以增加CO2濃度會提高光合作用的速率；酶的數(shù)量屬于內因。]8．在大棚栽培蔬菜過程中，不能提高光合作用強度的措施是()A．適當降低夜間溫度B．適時通風透氣C．適時增施有機肥D．適當提高光照強度A[本題考查的是提高光合作用強度的措施，提高光合作用強度的措施有適時通風透氣、適時增施有機肥、適當提高光照強度，B、C、D不符合題意；而適當降低夜間溫度不能提高光合作用強度，A符合題意。]9．(多選)硝化細菌通過化能合成作用形成有機物，下列有關敘述錯誤的是()A．該過程須要在具有NH3和O2存在條件下才可以進行B．該過程與光合作用特別相像，都要光合色素C．硝化細菌屬于異養(yǎng)型生物，因為它是原核生物，以現(xiàn)成有機物為養(yǎng)分來源D．該過程合成有機物的原料是其他有機物BCD[硝化細菌是需氧自養(yǎng)型生物，其能將土壤中的NH3氧化成HNO2，進而將HNO2氧化成HNO3，A正確；化能合成過程不須要光合色素汲取光能，B錯誤；硝化細菌屬于自養(yǎng)型生物，C錯誤；該過程合成有機物的原料是無機物，即CO2和H2O，D錯誤。]10．下圖是利用溶氧量變更來測定黃瓜葉片光合速率的裝置。試驗在最適溫度下進行，反應杯的溶液中加入少量NaHCO3是為了供應CO2。請回答下列問題：(1)黃瓜葉片放入反應杯前需抽空葉肉細胞間隙內的氣體，目的是____________________________________________________。(2)隨著測試時間的延長，葉片的光合速率漸漸下降，緣由是密閉的反應杯中________，此時，葉綠體中的________碳化合物含量下降，________碳化合物含量上升。(3)若提高恒溫水浴的溫度，則光合速率________。若將光源遠離反應杯，則光合速率________。(4)該方法同樣可用于葉片呼吸強度的測定，只需對反應杯______________。[解析](1)試驗前黃瓜葉片抽空葉肉細胞間隙內的氣體是為了防止葉肉細胞間隙內儲存的氣體影響試驗結果。(2)試驗時間過長的狀況下，反應杯中由于NaHCO3被消耗，CO2的濃度過低，光合作用速率漸漸下降。CO2不足時，葉綠體中的三碳化合物由于原料的不足而合成削減，五碳化合物由于消耗削減而含量上升。(3)由于試驗是在最適溫度下進行的，因此，提高恒溫水浴的溫度，光合作用速率下降。光源遠離反應杯，光照減弱，光合作用速率下降。(4)測定呼吸強度時，為解除光合作用的影響，試驗要在黑暗處進行。[答案](1)解除原有氣體對試驗結果的干擾(2)CO2不足三五(3)下降下降(4)進行黑暗處理11．如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是()A．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會上升B．被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5C.CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能D．CO2可干脆被NADPH還原，再經過一系列的變更形成糖類B[光照強度由強變弱時，ATP和NADPH合成削減，C3還原減慢，C5生成量削減，而C5的消耗(被CO2固定所消耗)短暫不變，所以短時間內C5含量會削減，A錯誤；C3在有關酶的催化作用下，能形成糖類、水和C5，B正確；CO2的固定實質上是CO2與C5反應生成C3，ATP不參加CO2的固定，ATP用于C3的還原，C錯誤；CO2不能干脆被NADPH還原，須要形成C3后才能被NADPH還原，再經過一系列的變更形成糖類，D錯誤。]12．用金魚藻在如圖的試驗裝置中進行與光合作用有關的試驗，下列相關說法正確的是()A．試管中收集的氣體量代表了金魚藻光合作用制造的O2量B．試管中收集的氣體量代表了金魚藻呼吸作用制造的CO2量C．探究CO2濃度對光合作用的影響，可用不同濃度的NaHCO3溶液進行試驗D．探究光照強度對光合作用的影響，應當用光源漸漸靠近該套裝置，視察氣泡產生的速率變更C[試管中收集的氣體量代表了凈光合作用產生的O2量，即光合作用O2產生量和呼吸作用消耗量的差值，A、B錯誤；探究CO2濃度對光合作用的影響，自變量為CO2濃度，因此可用不同濃度的NaHCO3溶液進行試驗，C正確；探究光照強度對光合作用的影響，應當選用多套裝置設置不同的距離，并且氣泡太少，故視察氣泡產生的速率不現(xiàn)實，D錯誤。]13．如圖為某農作物光合速率隨土壤水分削減的日變更曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據。若光照強度的日變更相同，則據圖分析，下列敘述錯誤的是()A.在水分足夠時該農作物光合作用沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象B．曲線Ⅱ的波谷的形成與氣孔有關C．適時進行澆灌可以緩解該農作物光合作用的“午休”程度D．導致曲線Ⅲ所示日變更的主要因素是土壤含水量D[分析題圖，自變量是土壤含水量、光照強度，因變量是光合速率。由題干信息“曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據”及分析曲線圖可知，在水分足夠時(如降雨后第2天)該農作物光合作用沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A項正確；由曲線圖可知，曲線Ⅱ雙峰的形成與光照強度的變更有關，波谷的形成是由光照過強導致氣孔關閉，進而固定的CO2削減引起的，即曲線Ⅱ的波谷的形成與氣孔有關，B項正確；經上述分析可知，在水分足夠時該農作物光合作用沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，故適時進行澆灌可以緩解農作物光合作用的“午休”程度，C項正確；導致曲線Ⅲ所示日變更的主要因素是光照強度，導致曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應光合速率不同的主要因素是土壤含水量，D項錯誤。]14．科研人員利用溫室栽培作物進行了探究試驗，結果如圖所示，請回答下列問題：(1)本試驗的自變量是__________________。由試驗結果可知，該作物光合作用相關酶活性的最適溫度在__________℃之間。(2)當CO2濃度低于0.06%時，暗反應中__________的生成速率限制了光合作用速率。(3)與20℃相比，溫度為10℃時，增加CO2濃度對提高光合作用速率的效果__________(填“顯著”或“不顯著”)，緣由是____________________。(4)如圖為某愛好小組探究影響光合速率的因素與光合速率之間的關系時繪制的曲線圖。①該試驗探究的因素中可干脆影響NADPH生成的是__________。圖中在光照強度O～P點限制光合速率的環(huán)境因素主要是__________________________。②若在圖乙中高濃度CO2的條件下，Q點的光照強度瞬間改為P點的光照強度，則短時間內葉綠體中C3含量增加的緣由是______________________。③繪制圖示曲線的數(shù)據__________(填“能”或“不能”)干脆測量，緣由是_________________________________。[解析](1)分析曲線圖可知，本試驗的自變量是溫度和CO2濃度。由試驗結果可知，四種溫度相比，30℃比較相宜，因此該作物光合作用相關酶活性的最適溫度在20～40℃之間。(2)當CO2濃度低于0.06%時，二氧化碳濃度是限制光合速率的主要因素，二氧化碳參加光合作用暗反應中二氧化碳的固定并產生三碳化合物，即暗反應中三碳化合物(或C3)的生成速率限制了光合作用速率。(3)與20℃相比，溫度為10℃時，增加CO2濃度對提高光合作用速率的效果不顯著，緣由是10℃[答案](1)溫度和CO2濃度20～40(2)三碳化合物(C3)(3)不顯著10℃時酶活性低(4)①光照強度光照強度②光照強度減弱，導致光反應產生的NADPH和ATP削減，C3的還原速率減慢；同時CO2的固定仍正常進行③不能圖示反映的是總光合速率，而有光時測得的是凈光合速率(合理即可)對環(huán)境條件對光合速率影響的分析不清15．在下列四組試驗條件下，測定了不同光照強度對光合速率的影響，結果如曲線圖所示。①0.1%CO2，30℃；②0.1%CO2，20℃；③0.03%CO2，30℃；④0.03%CO2，A．比較曲線①和②可知，30℃時