2020年人教版高中生物必修1课时跟踪检第五章细胞的能量供应和利用第5章　第4节　第2课时Word版

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第 5 章 第 4 节 第 2 课时 光合作用的原理和应用 课下提能 一、选择题 1．(2019·玉林高一检测)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、ATP C．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水 解析：选 C 光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，主要进行水的光解，消耗 水生成[H]和 O2；ATP的合成，消耗 ADP和 Pi生成 ATP；二氧化碳在暗反应中 被消耗。 2．光合作用过程中，水的分解及 C3形成糖类所需要的能量( ) A．分别来自细胞呼吸产生的 ATP和光能 B．都来自细胞呼吸产生的 ATP C．分别来自光能和光反应产生的 ATP D．都来自光反应产生的 ATP 解析：选 C 光合作用的光反应阶段，光合色素吸收光能，使水分解，并产 生 ATP；ATP用于暗反应阶段三碳化合物的还原。 3．科学家用含 14C的二氧化碳追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转 移途径是( ) A．二氧化碳→叶绿素→ADP B．二氧化碳→叶绿体→ATP C．二氧化碳→乙醇→糖类 D．二氧化碳→三碳化合物→糖类 解析：选 D 在光合作用暗反应中，二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化 合物后，经过三碳化合物的还原生成有机物(糖类)。故选 D。 4．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行 实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( ) A．光照、有空气、临时装片中无 NaHCO3稀溶液 B．光照、无空气、临时装片中有 NaHCO3稀溶液 C．黑暗、有空气、临时装片中无 NaHCO3稀溶液 D．黑暗、无空气、临时装片中有 NaHCO3稀溶液 解析：选 B 好氧细菌的呼吸作用方式是有氧呼吸，氧气越多，好氧细菌就 越多；NaHCO3稀溶液的作用是提供二氧化碳并调节 pH；没有空气是形成一个 无氧的环境，以充分证明光合作用能产生氧气，因此要证明叶绿体有放氧的功能， 就要提供一个无氧的条件；光合作用需要光照的条件，还需要提供光合作用的原 料即二氧化碳和水分等，故选 B。 5．光合作用中，能量传递的途径是( ) A．光能→葡萄糖→淀粉 B．光能→叶绿体→ATP C．光能→ATP→葡萄糖 D．光能→叶绿体→水 解析：选 C 光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段中光能转 变成 ATP中活跃的化学能，暗反应阶段中 ATP中活跃的化学能转变成糖类等有 机物中稳定的化学能，C正确。 6．下列关于“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验相关叙述中，错 误的是( ) A．通过调节光源与实验材料的距离控制自变量 B．实验中的无关变量只有温度、植物种类、光照时间 C．相同时间内，叶片上浮数量体现光合作用强度 D．该实验装置可用于探究 CO2浓度对光合作用的影响 解析：选 B 该实验的自变量为光照强度，可通过调节光源与实验材料的距 离实现；该实验的无关变量有温度、植物种类、光照时间、CO2浓度等；由实验 原理可知，叶片进行光合作用产生气体，导致叶片上浮，故单位时间内叶片上浮 数量体现光合作用强度；若该实验装置中光源固定不动，盛有叶片的烧杯中为含 不同浓度 CO2的溶液，则可用于探究 CO2浓度对光合作用的影响。 7．下图表示德国科学家萨克斯的实验。绿色叶片放在暗处数小时“饥饿” 处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时 间后，经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列 有关本实验的分析及结论合理的是( ) ①本实验未设专门的对照组 ②有无光照是 a、b区域出现不同结果的唯一 原因 ③实验初始时 a、b均达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2 转变成了淀粉 A．只有②③ B．只有①②③ C．只有②③④ D．①～④全部 解析：选 A 本实验曝光部分为对照组，遮光部分为实验组，本实验中设置 了对照组，①不合理；本实验的自变量为有无光照，其他无关变量均保持一致， 因此有无光照是 a、b区域出现不同结果的唯一原因，②合理；绿色叶片放在暗 处数小时“饥饿”处理，已消耗尽叶片中的淀粉，故实验初始时 a、b均达到无 淀粉状态，③合理；本实验证明了光合作用的产物有淀粉，不能证明光合作用的 场所和原料，④不合理。 8．(2019·四川成都高一期末)如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化 的关系，下列说法不正确的是( ) A．1、3和 4过程产生的是同一种物质 B．各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是 3 C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是 5 D．2过程需多种酶参与，且需要 ATP供能 解析：选 A 1过程是光反应阶段，水光解为氧气和[H]；2过程是暗反应阶 段；3过程是呼吸作用的第一阶段，包括有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段；4过 程是有氧呼吸第二阶段；5 过程是有氧呼吸第三阶段。1 过程产生的[H]是 NADPH,3和 4过程产生的[H]是 NADH，A错误；细胞生物都能进行呼吸作用， 而有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同，所以各种生物体(病毒除外)都能 进行的过程是 3，B正确；1、3、4和 5过程都能产生能量，但 1过程的能量只 能用于暗反应，5过程产生的能量最多，因此为生命活动提供能量最多的是 5过 程，C正确；2过程为光合作用的暗反应阶段，需要多种酶参与，且需要 ATP供 能，D正确。 9．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。 10．(2019·湖南长郡中学高一期末)如图表示夏季晴天某植物放在密闭玻璃罩 内一昼夜的 CO2浓度变化情况。下列分析正确的是( ) A．BC段较 AB段 CO2增加减慢是低温使细胞呼吸减弱所致 B．CO2浓度从 D点开始下降，说明该植物从 D点开始进行光合作用 C．FG段 CO2浓度下降减慢，是因为光照减弱，光合作用减弱 D．H点 CO2浓度最低，说明此时植物对 CO2的吸收最多，光合作用最强 解析：选 A BC段没有光照，植物不进行光合作用，并且该时间段温度较 低，因此较 AB段 CO2浓度增加减慢，A正确；D点表示光合作用强度与呼吸作 用强度相等，D点后 CO2浓度开始下降，说明光合作用强度开始大于呼吸作用强 度，因此光合作用在 D点之前就已开始，B错误；FG段 CO2浓度下降减慢的原 因是光照强，气温高，部分气孔关闭，CO2供应不足，C错误；H点时，光合作 用强度等于呼吸作用强度，此时是一天中积累有机物最多的时刻，D错误。 二、非选择题 11．下图为光合作用过程的示意图，请据图回答下列问题： (1)叶绿体中的色素分子分布在________________，它们能够吸收、传递和 转化光能，为光合作用提供能量。 (2)A阶段的化学反应主要产物包括_______________________________， 其中用于 B阶段的是__________________________________________。 (3)B阶段的化学反应发生在________________。 (4)若在黑暗环境中，A、B两阶段首先停止的阶段是[ ]________。 (5)一棵生长在弱光条件下的阳生植物，提高 CO2浓度时，光合作用速率并 未随之增加，主要的环境限制因素是________________。 解析：(1)叶绿体中的色素分子分布在类囊体膜，它们能够吸收、传递和转 化光能，为光合作用提供能量。 (2)A 阶段为光反应，其主要产物包括 NADPH([H])、ATP、O2。B阶段为暗反应，光反应为暗反应提供 NADPH([H]) 和 ATP。(3)B阶段的化学反应(暗反应)发生在叶绿体基质。(4)光反应需要光的参 与，暗反应有光、无光均可进行。若在黑暗环境中，A、B两阶段首先停止的阶 段是 A光反应。(5)影响光合作用的外界因素主要有光照强度、CO2浓度、温度。 在弱光条件下的阳生植物，提高 CO2浓度时，光合作用速率并未随之增加，主 要的环境限制因素是光照强度。 答案：(1)类囊体膜(基粒片层) (2)NADPH([H])、ATP、O2 NADPH([H])和 ATP (3)叶绿体基质 (4)A 光反应 (5)光照强度 12．如图是真核细胞部分代谢过程示意图，①～⑤代表酶促反应过程，甲、 乙、丙分别表示不同的物质。据图回答： (1)光合作用包括过程①________阶段和过程②________阶段；CO2进入叶绿 体后与 ________结合而被固定形成 C3， C3 接受 ATP 释放的能量并被 [甲]______________还原，经过一系列变化形成糖类等化合物。 (2)过程③是在________(填“有氧”或“无氧”)条件下完成的。消耗等量的 葡萄糖，细胞有氧呼吸比无氧呼吸生成的 ATP 数量________(填“多”或 “少”)。 (3)陆生植物长期水淹导致烂根现象，这与图中[丙]________________产生有 关；人体剧烈运动后肌肉酸痛与图中[乙]________________产生有关。 解析：(1)光合作用包括过程①光反应和过程②暗反应两个阶段；二氧化碳 进入叶绿体后与五碳化合物结合而被固定形成三碳化合物，三碳化合物接受 ATP 释放的能量并且被还原氢还原，经过一系列变化形成糖类等化合物。(2)过程③ 是葡萄糖在有氧条件下被彻底分解成水和二氧化碳的有氧呼吸过程。在消耗等量 的葡萄糖的情况下，有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，生成的 ATP数量多。 (3)陆生植物长期水淹，细胞缺氧，进行酒精发酵，酒精积累过多，导致烂根。 人体剧烈运动时，肌细胞缺氧，进行无氧呼吸，导致肌细胞中乳酸积累过多，引 起肌肉酸痛。 答案：(1)光反应 暗反应 C5(五碳化合物) 还原氢([H]或 NADPH) (2)有氧 多 (3)酒精(C2H5OH) 乳酸(C3H6O3) 13．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、适当增加昼夜温差、增强光照、延长光照或合理施 肥(其中任意 2条) 14．(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______________________________ ______________________________________________。 解析：(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 15．细辛是一种在森林中生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物。如 图是光照强度对两种植物(甲、乙)光合作用强度影响的曲线。请据图回答下列问 题： (1)图中代表滨藜光合作用强度变化的曲线是________；b1点时植物叶肉细 胞内产生 ATP的部位有________________________，水参与反应并产生[H]的部 位有________________________。 (2)图中 e点时，限制甲植物增产的主要环境因素是________________，限制 乙植物增产的主要环境因素是________________，此时固定 CO2量较多的植物 是________。 (3)图中 b1点的含义是________________________。若将植物移植到缺 Mg 的环境中培养，一段时间后 b2点将向________移。 (4)若探究温度对细辛叶片细胞呼吸强度的影响，则该实验需在________条 件下进行。 解析：(1)由于滨藜是一种在沙漠中生活的植物，其为阳生植物，达到光饱 和点和光补偿点所需要的光照强度比较大，所以图中代表滨藜光合作用强度变化 的曲线是甲。b1点时植物叶肉细胞内光合作用强度等于细胞呼吸强度，故产生 ATP的部位有叶绿体、线粒体、细胞质基质。光反应阶段中水在光下分解成[H] 和 O2，有氧呼吸的第二阶段中丙酮酸和水反应生成[H]和 CO2，故水参与反应并 产生[H]的部位有类囊体薄膜、线粒体基质。(2)由题图分析可知，图中 e点时， 光照强度增加，甲的净光合速率增加，故限制甲植物增产的主要环境因素是光照 强度。图中 e点时，光照强度增加，乙的净光合速率不再增加，故限制乙植物增 产的主要环境因素是 CO2浓度、温度。图中 e点时，植物甲和乙的净光合速率相 等，但甲的呼吸速率大于乙，故此时固定 CO2量较多的植物是甲。(3)图中 b1点 时净光合速率为 0，故其含义是光合作用强度等于细胞呼吸强度。Mg是合成叶 绿素所必需的元素，缺Mg则叶绿素无法合成，植物的光合作用强度降低，而呼 吸速率不变，b2点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，若将植物移植到缺Mg 的环境中培养，则需增大光照强度才能保证光合作用强度等于细胞呼吸强度，故 一段时间后 b2点将向右移。(4)若探究温度对细辛叶片细胞呼吸强度的影响，则 该实验需在黑暗条件下进行，以排除光合作用的影响。 答案：(1)甲 叶绿体、线粒体、细胞质基质 类囊体薄膜(基粒或叶绿体)、 线粒体基质(线粒体) (2)光照强度 CO2浓度、温度 甲 (3)光合作用强度等于细胞呼吸强度 右 (4)黑暗