学年高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 课时提升作业 光合作用原理的应用和化能.docx

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学年高中生物第五章细胞的能量供应和利用课时提升作业光合作用原理的应用和化能

课时提升作业光合作用原理的应用和化能合成作用

（30分钟　100分）

一、选择题（共7小题,每小题5分,共35分）

1.下列关于硝化细菌的叙述,错误的是（　　）

A.能将二氧化碳和水合成糖类化合物

B.将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为化学能

C.将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为光能

D.硝化细菌和绿色植物一样都是自养型生物

【解析】选C。

硝化细菌利用无机物氧化过程释放的化学能把二氧化碳和水合成有机物,同时储存能量;硝化细菌能制造有机物,故其也属于自养型生物。

2.（2018·衡水高一检测）如图表示光照强度与光合作用强度之间关系的曲线,该曲线是通过实测一片叶子在不同光照强度条件下的CO2吸收和释放的情况。

下列4个选项中,能代表细胞中发生的情况与C点相符的是

【解析】选D。

A图中线粒体产生的CO2除了供给叶绿体利用外,还释放到细胞外,表示细胞呼吸大于光合作用,对应图中AB段;B图中线粒体产生的CO2只散失到细胞外,表明细胞只进行细胞呼吸,对应图中A点;C图中线粒体产生的CO2刚好给叶绿体利用,此时光合作用强度等于细胞呼吸强度,对应图中B点;D图中线粒体产生的CO2提供给叶绿体不足,还需要从细胞外吸收,表示光合作用强度大于细胞呼吸强度,对应图中B点之后。

3.利用如图所示的实验装置进行光合作用有关的实验,下列叙述正确的是

（　　）

A.试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量

B.在光下如果有气泡产生,可说明光合作用产生了氧气

C.若该实验装置处于黑暗处,装置中一定没有气泡产生

D.该装置可以用来探究CO2浓度对光合作用的影响

【解析】选D。

试管中收集的气体量代表了净光合作用产生的氧气量,即光合作用氧气产生量和呼吸作用消耗量的差值,A错误;如果光照在光补偿点以下,光合作用强度小于细胞呼吸强度,此时放出CO2,B错误;若实验装置处于黑暗处,植物体可通过呼吸作用释放出CO2,C错误;为了探究CO2浓度对光合作用的影响,自变量为CO2浓度,因此可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验,D正确。

4.（2018·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.人参叶肉细胞细胞呼吸与光合作用产生的[H]参与的反应不同

D.增加有机肥,延长生育期均可以提高净光合速率

【解析】选D。

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;较强光照时,植物叶肉细胞中进行光合作用和细胞呼吸。

光合作用光反应阶段产生的[H]可还原C3,有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]可与氧气结合生成H2O,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。

【补偿训练】

包菜又名洋白菜、圆白菜等,其富含维生素C,在世界卫生组织推荐的最佳食物中排名第三。

下列为温室栽培包菜所采取的措施,其中不能提高包菜产量的是

（　　）

A.适当增加光照强度

B.适当增大温室内的昼夜温差

C.采用绿色玻璃盖顶

D.适当增加温室内CO2浓度

【解析】选C。

光是进行光合作用的条件之一,在一定的光照强度范围内,增强光照强度有利于促进光合作用,从而提高包菜产量;温度通过影响光合作用和细胞呼吸相关酶的活性来影响包菜中有机物的积累量,白天适当提高温度有利于增加净光合速率,晚上适当降低温度有利于减小呼吸速率,因而适当增大温室内昼夜温差,能提高有机物的积累量,从而提高包菜的产量;光合色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光,而对绿光的吸收量最少,所以采用绿色玻璃盖顶,不仅不能提高光合速率,反而会降低光合速率;CO2是光合作用的原料,适当增加温室内的CO2浓度,可以提高包菜的产量。

5.在一定CO2含量和温度条件下,光照强度与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。

理论上某种植物能更有效地利用光能,使光合产量高于m点的是

A.若a点在a2,b点在b2时

B.若a点在a1,b点在b1时

C.若a点在a2,b点在b1时

D.若a点在a1,b点在b2时

【解析】选D。

图中b点代表光饱和点,即当光照强度大于b时,光合产量将不会再增加。

根据题意,某种植物能更有效地利用光能,也就是说在光照强度相同时,该植物有更高的光合产量,表现在图中曲线将向上移动,所以曲线与X轴的交点将位于a点左侧,光照强度的饱和点将位于b点右侧。

【互动探究】

（1）图中a点代表的含义是什么?

植物a点大小主要与什么因素有关?

提示:

a点代表了光补偿点,即植物光合作用等于呼吸作用时的光照强度,主要与植物对于光能的利用有关。

（2）若图中曲线代表的是阳生植物,那么阴生植物的曲线上a、b点对应为曲线中的哪个点?

试解释原因。

提示:

a1、b1。

阴生植物比阳生植物利用光的效率高,光补偿点较低,光的饱和点也较低。

6.（2018·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

【解析】选B。

曲线中A点转向B点时,光照强度增强,光反应产生的[H]和ATP增加,促进暗反应还原C3,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用于暗反应中和C5固定生成C3,因此叶绿体中C5浓度降低,C3浓度增加,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,而可能是温度等其他条件,D正确。

7.生态园大棚冬天严寒时,每20平方米挂一盏30～40瓦的白炽灯,且土壤中储存一定量的秸秆生物反应堆。

下列描述中,正确的是（　　）

①白炽灯能促进有机物的积累

②白炽灯的功率只影响到光反应阶段

③反应堆能提供CO2和无机盐营养物质供植物利用

④反应堆只影响光合作用而对细胞呼吸没有影响

⑤生物反应堆能提高大棚的温度

A.①②③　　　　　　　B.②③④

C.①③⑤D.③④⑤

【解析】选C。

白炽灯提供光源,是光合作用的动力,能促进有机物的积累,①正确;光照强度通过影响光反应阶段进而影响暗反应阶段,②错误;反应堆中存在分解者的分解作用,其有氧呼吸产生CO2,同时有机物分解后转变成无机物供植物利用,③正确;反应堆中分解作用产生热能可提高大棚温度,影响细胞呼吸,④错误;分解作用实质是细胞呼吸,分解有机物的同时产生大量的热能,提高大棚的温度,⑤正确。

二、非选择题（共2小题,共35分）

8.（15分）（2017·全国卷Ⅰ）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。

已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。

回答下列问题:

（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。

培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是________________。

甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率___________________________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。

（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增强,原因是_____________________。

【解题关键】

（1）关键信息:

“甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的”“密闭小室中,适宜条件下照光”。

（2）关键知识:

CO2浓度变化对光合作用的影响;光合作用与有氧呼吸的关系。

【解析】本题主要考查了影响光合作用、有氧呼吸因素的相关知识。

（1）将正常生长的甲、乙两种植物放入同一密闭小室中,适宜条件下给予光照,甲、乙两种植物都进行光合作用,当光合作用吸收的CO2大于呼吸作用释放的CO2量时,密闭小室中的CO2浓度逐渐下降,受CO2浓度的制约,光合作用速率也随之降低。

当密闭小室中CO2浓度下降到CO2补偿点时,植物的光合速率等于呼吸速率,净光合速率为0。

因为甲种植物CO2补偿点大于乙种植物,所以当密闭小室中CO2浓度达到甲种植物CO2补偿点时,乙种植物光合速率大于呼吸速率,即净光合速率大于0。

（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,给予光照,甲种植物可进行光合作用,通过光合作用释放了O2,O2与NADH反应生成水,这是有氧呼吸的第三阶段。

故光合作用产生O2增多时,使细胞的有氧呼吸增加。

答案:

（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之下降　大于0

（2）甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加

9.（20分）如图一表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和有氧呼吸的过程,其中a、b为光合作用的原料,①～④表示相关过程。

图二、图三表示外界相关条件对植物光合作用和细胞呼吸的影响。

请据图回答:

（1）图一中②③过程进行的场所分别是_________________________________。

①过程中产生的[H]用于③过程中____________。

（2）如果在图二的乙点突然停止光照,则叶绿体内C3的含量将_______。

（3）图三中,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。

40℃时植物体________（填“能”或“不能”）显示生长现象;而5℃时的状态可用图二中____________点表示。

（4）用大棚种植蔬菜时,白天最好控制光照强度为图二中的____________点对应的光照强度,温度为图三中的____________℃最佳。

（5）如果将植物种在温室中,写出提高植物产量的措施（环境因素）（至少写2种）

______________________________________________________。

【解析】

（1）图一中②有氧呼吸第三阶段和③暗反应过程进行的场所分别是线粒体内膜、叶绿体基质;①光反应过程中产生的[H]用于③暗反应过程中C3的还原。

（2）在图二的乙点突然停止光照,光反应产生的[H]和ATP减少,C3还原的速率减慢,而CO2固定产生C3的量不变,故C3的含量将升高。

（3）图三中,40℃时真正光合速率小于呼吸速率,净光合速率为负值,植物的有机物含量减少,植物体不能显示生长现象;5℃时真正光合速率等于呼吸速率,即为光补偿点,与图二中乙点相对应。

（4）图二中的丁点为光饱和点,故用大棚种植蔬菜时,白天最好控制光照强度为图二中的丁点所对应的光照强度;图三中的25℃时真正光合速率与呼吸速率的差值最大,积累有机物的速率最快,故用大棚种植蔬菜时,温度为图三中的25℃时最佳。

（5）如果将植物种在温室中,适当提高光照强度、适当提高CO2浓度或增加昼夜温差等措施可以提高植物产量。

答案:

（1）线粒体内膜和叶绿体基质　C3的还原

（2）升高　（3）不能　乙　（4）丁　25

（5）增加二氧化碳浓度、增加昼夜温差、增强光照、延长光照或合理施肥（其中任意2条）

1.（6分）（2018·岳阳高一检测）将一长势良好的健壮植株在密闭玻璃罩内培养并置于室外。

测定玻璃罩内CO2浓度在某一天的变化情况,绘成曲线如图甲所示。

图乙表示该植株处于光照下的叶肉细胞,其中a和b表示气体量。

据图分析错误的是

A.BC段较AB段CO2浓度增加速率减慢的原因是温度降低,细胞呼吸减弱

B.若D点和E点所对应时刻的温度相同,则两时刻的光照强度大小为D

C.E点之后CO2浓度增加的主要原因是植物的细胞呼吸增强

D.假设该植株所有进行光合作用的细胞的光合强度一致,图乙表示该植株的一个进行光合作用的细胞,那么,当在图甲中D点时,图乙中a

【解析】选C。

植物细胞呼吸的强度与呼吸作用酶的活性有关,而酶的活性又与温度有关,凌晨2点至6点（BC段）时周围环境的温度下降,导致呼吸酶的活性降低,细胞呼吸的强度下降,故BC段较AB段CO2浓度增加速率减慢,A正确;D点和E点时密室内CO2的增长量或减少量为0,说明此时光合作用强度等于细胞呼吸强度,若两者温度相同,但D点时CO2浓度高,所以两时刻的光照强度大小为D

2.（6分）（2018·保定高一检测）如图所示,原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后,CO2的吸收量发生了改变。

据图判断下列叙述中正确的是

A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用

B.曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用

C.B点表示绿色植物光合作用和呼吸作用强度相等

D.整段曲线表明,随光照强度增强,光合作用增强,呼吸作用也增强

【解析】选C。

A点没有光照,只进行细胞呼吸,AB段光合作用强度随着光照强度逐渐增强,但仍小于细胞呼吸强度,植物表现为释放CO2,A错误;BC段表示光照强度较高,绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度,植物表现为吸收CO2,B错误;B点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度,植物表现为既不吸收CO2也不释放CO2,C正确;由曲线可知,随光照强度增强,光合作用增强,但达到一定程度时（C点）,光合作用强度不再随之变化,但在整个过程中可认为呼吸作用强度不变,D错误。

【补偿训练】

　　（2018·厦门高一检测）以测定CO2的吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图所示。

下列分析不正确的是

（　　）

A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等

B.光照相同时间,在25℃条件下植物积累的有机物的量最多

C.温度35℃时,植物不能正常生长

D.两曲线相交时,光照相同时间光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗的两倍

【解析】选C。

光照下CO2吸收量表示有机物的积累量,即净光合速率,黑暗下CO2释放量表示细胞呼吸速率,总光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率,35℃时光合作用制造的有机物的量为300+350=650,30℃时光合作用制造的有机物的量也为350+300=650,A正确;植物积累的有机物的量最多即净光合速率最大,图中25℃时CO2的吸收量最大,即有机物的积累量最多,B正确;图中35℃时CO2的吸收量大于0,即净光合速率大于0,植物能够正常生长,C错误;两曲线相交时,表示净光合量等于呼吸量,所以光照相同时间光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗的两倍,D正确。

【实验·探究】

3.（18分）科学家发现了一种“半植半兽”细菌,其既能进行光合作用,也能从外界摄取有机物。

请回答:

（1）根据该细菌能够进行光合作用,可推测其细胞中应含有___________。

（2）有人认为不能根据自然条件下该细菌有机物的增加量来估算其净光合作用,理由是_____________________________________________。

（3）科学家欲设计实验探究该细菌是制造有机物,还是摄取有机物。

请结合材料完成实验方案:

实验材料:

该细菌、试管、载玻片、盖玻片、显微镜、含丰富有机物的培养液、只含矿质元素的培养液、光源设备等。

实验步骤:

①将该细菌平均分为三份,分别放入编号A、B、C的三支试管中。

②在A试管中加入含丰富有机物的培养液,并置于____________条件下培养;在B试管中加入只含矿质元素的培养液,并置于黑暗条件下培养;在C试管中加入只含矿质元素的培养液,并置于____________条件下培养。

③_______________________________________。

④定期从三支试管中取出少量培养液做成临时装片,放在显微镜下观察细菌的生存状况。

预期结果及结论:

 _______________________________________。

【解析】

（1）该细菌能进行光合作用说明细菌细胞中含有吸收光能的色素和催化光合作用过程的酶。

（2）该细菌能从外界摄取有机物,细菌增加的有机物不都是光合作用合成的有机物,可能是从外界摄取的有机物。

（3）在探究该细菌是植物还是动物的实验中设置A、B、C三组实验,A组试管中加入含丰富有机物的培养液,B组试管中加入只含矿质元素的培养液,C组试管中加入只含矿质元素的培养液。

根据试管中加入的培养液的成分,A组试管与B组试管对照,B组试管与C组试管对照。

A组试管和B组试管都置于黑暗处,B组试管和C组试管一个置于黑暗处,一个置于光照条件下。

若A组、C组试管中细菌生存时间比较长,而B组试管生存时间比较短,说明该细菌既能够从外界摄取有机物,也能自己制造有机物;若A组试管中该细菌生存时间比较长,而B组、C组试管生存时间比较短,说明该细菌只能够从外界摄取有机物,而自己不会制造有机物;若C组试管中该细菌生存时间比较长,而A组、B组试管生存时间比较短,说明该细菌只能够自己制造有机物,而不能摄取外界的有机物。

答案:

（1）吸收光能的色素和催化光合作用过程的酶　

（2）该细菌能从外界摄取有机物,所以有机物的增加并不能代表净光合作用

（3）②黑暗　光照　③将三组试管均置于相同且适宜的条件下培养　预期结果及结论:

若A、C试管中细菌生存时间比较长,而B试管生存的时间比较短,则说明该细菌既能够从外界摄取有机物,也能自己制造有机物;若A试管中该细菌生存时间比较长,而B、C试管生存时间比较短,则说明该细菌只能够从外界摄取有机物,而自己不会制造有机物;若C试管中该细菌生存时间比较长,而A、B试管生存时间比较短,则说明该细菌只能够自己制造有机物,而不能摄取外界的有机物

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