高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用巩固练习

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1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。
(1)影响光合作用强度的外界因素有CO2浓度、温度、光照强度等。( )
(2)CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的。( )
(3)光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置间的距离来调节光照强度。( )
(4)探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行呼吸作用产生的二氧化碳导致的。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2．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
解析：选A 植物光合作用消耗CO2，产生有机物和O2，因此，光合作用强度的指标可以是B、C、D选项中的指标。植物体鲜重增加量主要是水分的增加，不能作为光合作用强度的指标。
3．硝化细菌将CO2和水合成糖类，其能量来自( )
A．光能 B．电能
C．化学能 D．生物能
解析：选C 硝化细菌利用将NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量将CO2和水合成糖类。故选C。
4．下列有关化能合成作用与光合作用的叙述，正确的是( )
A．进行光合作用的生物是自养型生物，进行化能合成作用的生物是异养型生物
B．化能合成作用需要CO2和H2O
C．进行化能合成作用的生物可以是硝化细菌、大肠杆菌
D．硝化细菌能将NH3氧化并利用其释放的能量将NH3转化为有机物
解析：选B 进行化能合成作用的生物是自养型生物，A错误；化能合成作用需要CO2和H2O，B正确；大肠杆菌为异养型生物，C错误；硝化细菌能将NH3氧化并利用其释放的能量将CO2和H2O合成糖类，D错误。
5．下列相关说法，不合理的是( )
A．夜间给蔬菜大棚适当降温可减少有机物消耗，提高产量
B．施用农家肥有利于土壤微生物的呼吸作用，可为农作物提供更多CO2
C．蔬菜大棚选用蓝紫色或绿色的塑料膜做顶，有利于提高光合效率
D．农业生产中“正其行，通其风”是为了提高CO2的供应
解析：选C 温度通过影响光合作用酶和呼吸作用酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累量，白天适当提高温度有利于增加光合作用，夜间适当降低温度有利于减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高有机物的净积累量，从而提高作物产量；农家肥含有大量微生物和有机物，有利于土壤微生物的呼吸作用，提供更多CO2，提高作物光合速率，从而提高农作物的产量；大棚薄膜最好用无色透明的，使得植物吸收更多的光，以提高光合速率；农业生产中“正其行，通其风”是为了提高CO2的供应，以提高光合速率。故选C。
6．下面是光合作用过程中产生NADPH和呼吸作用过程中产生NADH的来源和用途的比较，其中正确的是( )
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
解析：选C 在叶绿体类囊体薄膜上，水在光下分解成氧气和H＋，H＋与NADP＋结合形成NADPH，NADPH为C3还原提供还原剂，故②正确；在有氧呼吸过程中，丙酮酸和H2O在线粒体中酶的催化下分解成CO2，并产生NADH，第一阶段(葡萄糖转化为丙酮酸产生少量NADH在细胞质基质中进行)和第二阶段产生的NADH与氧气发生氧化反应生成水，故④正确。故选C。
7.在如图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是( )
A．叶片吸水膨胀，密度减小
B．叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上
C．溶液内产生的CO2大量附着在叶面上
D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析：选B 当叶片中的气体被抽空后，叶片沉入水底，由于光照时叶片进行光合作用产生的O2充满了细胞间隙，使叶片的浮力增大而重新浮出液面。故选B。
8．如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是( )
A．曲线a→b点，叶绿体中C3浓度降低
B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高
C．曲线a→b点，叶绿体中C5生成速率降低
D．d点时，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等
解析：选C 曲线中a→b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应中C3还原，导致叶绿体中C3浓度降低，A正确；曲线中b→d点时，CO2浓度降低，CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱，因此叶绿体中C5浓度升高，B正确；曲线中a→b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应中C3还原，导致叶绿体中C3浓度降低，相对应的C5生成速率升高，C错误；曲线中d点为光饱和点，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等，D正确。
9．在温度适宜的条件下，测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量，结果如下表。下列有关叙述正确的是( )
A.该植物叶片在光照强度小于2.0 klx的条件下，不进行光合作用
B．光照强度为6.0 klx时，植物叶片合成葡萄糖的量为12 mg·100 cm－2·h－1
C．光照强度为8.0 klx时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度
D．光照强度为10.0 klx时，该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变
解析：选C 分析表格数据可知，当光照强度为2.0 klx时，测得叶片CO2吸收量为0，说明此光照强度下光合速率等于呼吸速率，即光照强度小于2.0 klx的条件下植物能进行光合作用，A错误；光照强度为6.0 klx时，植物叶片共消耗CO2为12 mg·100 cm－2·h－1，根据光合作用生成葡萄糖的总反应式：消耗6 ml CO2生成1 ml C6H12O6，故合成葡萄糖的量为(12×180)÷(6×44)≈8.2(mg·100 cm－2·h－1)，B错误；光照强度为8.0 klx时，植物光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度，C正确；植物如果缺镁会影响叶绿素的合成，使光反应强度降低，从而影响暗反应，D错误。
10．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是____________，判断的依据是_________________________________________________。
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
解析：(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12点，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。
答案：(1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO2
11．某人在一定浓度的CO2和一定温度条件下，测定植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下图1给出了光照强度与该植物叶片光合速率的关系，图2表示细胞内CO2和O2的转移方向。请据图回答下列问题：
(1)根据图1，该植物叶片的呼吸速率是__________mg CO2/(100 cm2叶·h)。当光照强度为4 klx时，该植物叶片总(真正)光合速率是每100 cm2叶每小时吸收CO2______mg。
(2)c点以后影响光合速率的环境因素可能有______________(回答一种即可)。
(3)若突然将该植物从光下移到黑暗中，叶绿体中C3含量短时间内的变化将是______。若该植物叶肉细胞处于图2所示状态，则对应图1曲线中______(填字母)点。
解析：叶片的呼吸速率为光照强度为0时，CO2的释放速率；总光合速率是净光合速率与呼吸速率之和。当光照强度达到光饱和点后，限制光合速率的因素可能是CO2浓度或温度。
答案：(1)6 12 (2)CO2浓度(或温度等)
(3)增加 b
[迁移·应用·发展]
12．如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应速率增强
D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低
解析：选D 光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A错误；图示t2→t3，限制光合作用的主要因素是CO2浓度而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光合速率不再提高，B错误；充足光照条件下，在t3时刻补充CO2，光照强度不变，暗反应增强则消耗光反应产物NADPH和ATP增加，一定程度上增强了光反应速率，C错误；将充足光照下的植物置于暗处，短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D正确。
13．(多选)如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述错误的是( )
A．直接测定植株总光合速率时，小烧杯的液体应为NaHCO3溶液
B．测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为NaOH溶液
C．测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水
D．测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行
解析：选ABC 图示装置不能直接测定总光合速率，A错误；如果要测定植株的净光合速率，则应在光下进行，且烧杯内的液体应为清水，B错误；如果要测定植株的呼吸速率，则烧杯内的液体应为NaOH溶液，C错误；由于光合作用能产生氧气，所以测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行，D正确。
14．(2021年1月新高考8省联考·辽宁卷)在植物体内，制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物，其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示)，旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题：
(1)旗叶是小麦最重要的“源”。与其他叶片相比，旗叶光合作用更有优势的环境因素是____________。在旗叶的叶肉细胞中，叶绿体内有更多的类囊体堆叠，这为__________阶段提供了更多的场所。
(2)在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存，依据是_________________________。
“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的____________和____________，另一部分输送至“库”。
(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种，科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如表所示。表中数值代表相关性，数值越大，表明该指标对籽粒产量的影响越大。
不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性
气孔导度*表示气孔张开的程度。
①气孔导度主要影响光合作用中________的供应。以上研究结果表明，在___________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，有效的增产措施是___________________。
②根据以上研究结果，在小麦的品种选育中，针对灌浆后期和灌浆末期，应优先选择旗叶____________的品种进行进一步培育。
(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，以下研究思路合理的是___________(多选)。
A．阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化
B．阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化
C．使用Heq \\al(18,2)O浇灌小麦，检测籽粒中含18O的有机物的比例
D．使用14CO2饲喂旗叶，检测籽粒中含14C的有机物的比例
解析：(1)据题图可知，旗叶靠近麦穗最上端，能接受较多的光照，故与其他叶片相比，旗叶光合作用更有优势的环境因素是光照强度；叶绿体的类囊体上附着有与光合作用相关的酶和色素，为光反应阶段提供了场所。(2)光反应可为暗反应阶段提供[H]和ATP，同时暗反应可为光反应提供ADP、Pi，故在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存；制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，故“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的呼吸作用和生长发育，其余部分运输至“库”。(3)①气孔导度表示气孔张开的程度，则气孔导度越大，植物吸收的CO2越多，对暗反应越有利；据表格数据可知，灌浆前期气孔导度最大，即此时对籽粒产量的影响最大；因干旱导致气孔开放程度下降，故为避免产量下降，应保证水分供应，即应合理灌溉。②据表格可知，灌浆后期和灌浆末期，叶绿素含量指数最高，对于光合速率影响较大，故应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。(4)据题干信息可知，本实验为“研究小麦旗叶与籽粒的‘源’‘库’关系”，且据以上分析可知，“源”物质可转移至“库”，也可用于自身生长发育等，故可从阻断向“库”的运输及检测自身物质方面入手：阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化；阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化，这两种做法均为阻断向“库”的运输后检测的效果。使用14CO2饲喂旗叶，检测籽粒中含14C的有机物的比例为检测自身的有机物变化，而检测有机物的变化一般不用18O进行。
答案：(1)光照强度 光反应 (2)光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi 呼吸作用 生长发育 (3)①CO2 灌浆前 合理灌溉 ②叶绿素含量高 (4)ABD细胞器
来源
用途
①
叶绿体
水的光解
还原CO2
②
叶绿体
水的光解
还原C3
③
线粒体
丙酮酸的分解
与氧结合生成水
④
线粒体
H2O、葡萄糖和丙酮酸的分解
与氧结合生成水
光照强度/klx
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
CO2吸收量/
(mg·100cm－2·h－1)
－4.0
0
4.0
8.0
10.0
10.0
光合特性指标
抽穗期
开花期
灌浆前期
灌浆中期
灌浆后期
灌浆末期
气孔导度*
0.30
0.37
0.70
0.63
0.35
0.11
胞间CO2浓度
0.33
0.33
0.60
0.57
0.30
0.22
叶绿素含量
0.22
0.27
0.33
0.34
0.48
0.45