2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业20　光合作用原理的应用和化能合成作用 9页

课时分层作业(二十) 光合作用原理的 应用和化能合成作用 (建议用时：40 分钟) 题组一 影响光合作用的因素及应用 1．光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是( ) A．植物体鲜重增加量 B．植物体干重增加量 C．O2 释放量 D．CO2 吸收量 A [植物鲜重中含量最多的是水，植物体内的水主要从土壤吸收获得。] 2．冬季，利用温室种植蔬菜时，不利于提高蔬菜作物产量的措施是( ) A．调控昼夜温差 B．阻止空气流通 C．补充人工光照 D．调控温室湿度 B [温室是密闭的，随着光合作用的进行，CO2 浓度不断降低，因此阻止空 气流通不利于蔬菜生长。] 3．为提高温室大棚中蔬菜的产量，应采取的正确措施是( ) A．在白天和夜间都应适当降温 B．在白天和夜间都应适当提高温度 C．在夜间适当提高温度，在白天适当降温 D．在白天适当提高温度，在夜间适当降温 D [植物在白天进行光合作用和细胞呼吸，在夜间只进行细胞呼吸。白天适 当提高温度可以增强光合作用，夜间适当降温可以减少细胞呼吸对有机物的消耗， 从而使有机物的积累增多，产量提高。] 4．为提高温室栽培的番茄和黄瓜的产量，可采取的措施不包括( ) A．增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，以增大光合作用面积 B．增加温室中 CO2 浓度，以提高光合作用效率 C．适当增加光照时间，提高光能利用率 D．制作温室的薄膜改成绿色薄膜 D [增施氮肥和磷肥，促进茎叶生长，这样可以增大光合作用面积，提高产 量；在一定范围内，增加 CO2 浓度可以提高光合作用效率，因此为了增产可适当 增加温室中 CO2 浓度；适当增加光照时间，可提高光能利用率，提高产量；植物 叶片对绿光的吸收量最少，因此制作温室的薄膜不能改成绿色薄膜，否则会减产。] 5.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 量随光照强度变化的曲线，若在 B 点时改变某种条件。结果发生了如曲线 b 的变 化，则改变的环境因素是( ) 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 用速率会降低；B 点是光照的饱和点，此时光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。] 6．图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图，图乙为外界因素对光合作用 影响的关系图。请分析回答： 图甲 图乙 (1)图甲中 a、b 两个生理过程发生的场所是____________，若适当提高 CO2 浓度，短时间内图中 C 的含量变化是________。 (2)图甲中物质 D 为________________，D 的生成量可代表光合作用的强度。 除此外，下列哪些选项也能够代表光合作用强度？________。 A．O2 的释放量 B．C3 的量 C．C5 的量 D．CO2 的吸收量 (3)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收 CO2 ，却不能合成 D，原因是 ________________________________________________。 (4)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿 体 的 脂 质 仓 库 ， 其 体 积 随 叶 绿 体 的 生 长 而 逐 渐 变 小 ， 可 能 的 原 因 是 __________________________________________ _____________________________________________________。 (5) 图 乙 中 ， 如 果 X 代 表 土 壤 中 Mg2 ＋ 浓 度 ， 则 X 可 通 过 影 响 ____________________的合成来影响光合速率；如果 X 代表 CO2 的含量，则 X 主 要通过影响______________的产生来影响光合速率。 [解析] 图中 A 是 C5，B 是 C3、C 是[H]、D 为光—有机物，O2 的释放量和 CO2 的吸收量的变化趋势和有机物的变化趋势是一致的，都可作为光合作用进行 状况的反应指标；而 C3 的总量和 C5 的总量在条件不变的情况下不发生变化；Mg2 ＋是合成叶绿素的主要元素，Mg2＋的缺少会影响光合速率。 [答案] (1)叶绿体基质 下降 (2)(CH2O)(或有机物、糖类) AD (3)没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和 ATP (4)颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构 (5)叶绿素(或色素) 三碳化合物(C3) 7．下图为某兴趣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。请回答下列相关问题： (1)该实验探究的因素中可直接影响 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 含量增加的原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)绘制图示曲线的数据__________(填“能”或“不能”)直接测量，原因是 _________________________________________。 [答案] (1)光照强度 光照强度 (2)光照强度减弱，导致光反应产生的[H]和 ATP 减少，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) 题组二 化能合成作用 8．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，下列有关叙述正确的是( ) A．该过程需要在 NH3 和 O2 存在的条件下才可以进行 B．该过程与光合作用非常相似，都需要光合色素 C．硝化细菌属于异养型生物，因为它是原核生物，以现成有机物为营养来源 D．该过程合成有机物的原料是其他有机物 A [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；化能合成过程不需要光合色素吸收光能，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。] 9．科学家发现，深海冷泉生态系统(最深可达 9 000 多米)具有独特的生物多 样性、极高的生物密度等特点，其能量的输入主要依靠( ) A．绿色植物的光合作用 B．动物的同化作用 C．原核生物的化能合成作用 D．微生物的分解作用 C [深海冷泉生态系统没有光照，能量的输入依靠生物的化能合成作用。] 题组三 探究环境因素对光合作用的影响 10．将生长旺盛的叶片，剪成 5 毫米见方的小块，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( ) A B C D C [光合作用的正常进行需要光、二氧化碳和水的参与，无光条件下植物的 光合作用不能进行，也就不能产生氧气，因而叶片不能上浮，故将选项 B 和 D 排 除掉；在选项 A 和 C 中，A 中是煮沸过的自来水，其中二氧化碳的含量少，相比 之下 C 中二氧化碳含量多，光合作用相对旺盛，故产生的 O2 C 比 A 多，所以 C 中叶片最先上浮。] 11．某兴趣小组利用绿叶和黄叶两种青菜叶片为实验材料，探究光照强度对 光合作用的影响，结果如下表，下列推测不合理的是( ) 光照强度 7 min 内叶圆片上浮的数量 绿叶 黄叶 A 1 0 B 3 0 C 5 1 A.环境温度属于无关变量，对实验结果无明显影响 B．青菜叶叶圆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．该实验可证明光合作用的强度受内外因素的影响 A [环境温度属于无关变量，无关变量影响实验结果，实验中要控制无关变 量相同且适宜。] 12．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“迷你实 验”装置，回答下列问题。 (1)在可乐瓶里加入 100 g 黑藻，然后加入 0.01 g/mL 碳酸氢钠溶液至满，将 ②⑤夹紧，④松开，在适宜光照等条件下，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影响时，随着碳酸氢钠溶液浓 度的增加，直接影响光合作用过程的________阶段，导致净光合速率变化的趋势 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。 [解析] (1)在适宜光照条件下，植物的光合速率大于呼吸速率，因此植物释 放出的氧气可使可乐瓶中液体排出到量筒中，通过测定单位时间内收集到的液体 体积可定量表示净光合速率。 (2)碳酸氢钠为光合作用提供二氧化碳，二氧化碳参与光合作用的暗反应，随 着碳酸氢钠溶液浓度的增加，净光合速率先随着二氧化碳浓度的增加而增大，因 为受光及温度等因素的限制，增大到一定值后会趋于稳定，当碳酸氢钠浓度过高 后，会影响植物吸水甚至植物会出现失水现象，则会引起光合速率降低。 (3)影响光合速率的外界因素有二氧化碳、温度、光照强度等，因此利用该装 置，除了探究二氧化碳浓度对光合作用强度影响，还可以探究光照强度、光质、 温度等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 适宜光照等条件下，黑藻光合速 率大于呼吸速率，释放的氧气使可乐瓶中液体排出到量筒中 (2)暗反应 先增加 趋于稳定后再降低 (3)光照强度、光质、温度等 13．将某植物的叶肉细胞放在含低浓度 NaHCO3 的培养液中，并用石蜡油覆 盖液面。先照光一段时间，然后在相同光照强度下的不同时间测定叶肉细胞的光 合作用强度。下列示意图中能正确反映测定时间与光合作用强度关系的是( ) A B C D C [用石蜡油覆盖液面，即隔绝了空气(无 CO2 进入)，在含低浓度 NaHCO3 的培养液中，随着光合作用的进行，培养液中的 CO2 越来越少，阻碍了光合作用 暗反应的进行，出现 C 图所示的曲线。] 14．如图为某农作物光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第 2、8、15 天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据 图分析，下列叙述错误的是( ) A．在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象 B．曲线Ⅱ波谷的形成与气孔有关 C．适时进行灌溉可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度 D．导致曲线Ⅲ日变化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，在水分充足时(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化有关，波谷的形 成是由光照过强导致气孔关闭，进而固定的 CO2 减少引起的，即曲线Ⅱ波谷的形 成与气孔有关，B 项正确；经上述分析可知，在水分充足时该农作物光合作用没 有出现“午休”现象，故适时进行灌溉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日变化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。] 15．科研人员利用温室栽培作物进行了探究实验，结果如图所示，回答下列 问题： (1)本实验的自变量是__________________。由实验结果可知，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”)，原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析] (1)分析曲线图可知，本实验的自变量是温度和 CO2 浓度。由实验结 果可知，四种温度相比，30 ℃比较适宜，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，二氧化碳参与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，原因是 10 ℃时酶活性低。 [答案] (1)温度和 CO2 浓度 20～40 (2)三碳化合物(或 C3) (3)不显著 10 ℃时酶活性较低 对环境条件对光合速率影响的分析不清 16．在下列四组实验条件下，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%CO2,20 ℃。下列叙述中错误的是( ) A．比较曲线①和②可知，30 ℃时的光合作用酶的活性高于 20 ℃时的 B．比较曲线①和③可知，适度提高 CO2 浓度能提高光合速率 C．比较曲线①和④可知，温度和 CO2 浓度是光合速率的主要影响因素 D．P 点四条曲线重合，说明此时光照强度是光合速率的主要影响因素 C [曲线①和②CO2 浓度相同，但曲线①温度高，光合速率大，说明 30 ℃时 光合作用酶的活性高于 20 ℃，A 正确。曲线①和③温度相同，但①CO2 浓度高， 光合速率也高，说明适度提高 CO2 浓度能提高光合速率，B 正确。曲线①和④有 温度和 CO2 浓度两个自变量，两者无法进行比较，C 错误。P 点光照强度低，四 条曲线重合，说明此时光照强度是光合速率的主要影响因素，D 正确。]