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第2课时课时作业

第2课时　光合作用的原理和应用

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.北方夏季炎热的中午,有些植物会出现“午休”现象。下列哪项不是光合作用出现“午休”现象的原因?(　　)

A.光照强度太强

B.蒸腾作用太强

C.大气CO2浓度过低

D.土壤含水量较低

答案C

2.在光合作用过程中,光能最初用于(　　)

A.CO2的固定

B.C3的还原

C.将水分解为O2和H+

D.将淀粉分解为葡萄糖

答案C

解析光能被转化成ATP中活跃的化学能,同时分解水产生H+和O2。

3.光照增强,光合作用增强。但光照最强的夏季中午,由于气孔关闭,光合作用不但不增强,反而下降,主要原因是(　　)

A.夏季光照太强,叶绿素分解

B.夏季气温太高,酶活性降低

C.暗反应过程中C3产生的太少

D.水分蒸腾散失太多,光反应产生的ATP和NADPH少

答案C

解析光照过强不会引起色素分解,并且中午过后光合速率又不断恢复,如果色素分解,将会造成不可逆的损伤,光合速率不会恢复,A项错误;夏季一天中气温最高的时间是下午14点左右,与光合速率在中午12点下降不符,B项错误;夏季中午由于阳光过强,温度过高,植物为了防止蒸腾作用散失过多的水分,使气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致暗反应中二氧化碳固定减少,生成的C3太少,C项正确;中午温度较高,植物水分蒸腾散失太多,但是光反应产生的ATP和NADPH正常,D项错误。

4.下图为叶绿体结构与功能示意图,下列说法错误的是 (　　)

A.结构A中的能量变化是光能转变为ATP和NADPH中的化学能

B.供给14CO2,放射性出现的顺序为CO2→C3→甲

C.结构A释放的O2可进入线粒体中

D.如果突然停止CO2的供应,短时间内C3的含量将会增加

答案D

解析在光合作用中,CO2首先和C5生成C3,如果突然停止CO2的供应,则C3的生成量减少,而其消耗量不变,因此短时间内C3的含量将会减少。

5.下图是某阳生植物叶肉细胞光合作用强度(以CO2的吸收量或放出量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映A点时该植物叶肉细胞生理过程及量变关系的示意图是(　　)

答案C

解析A点时,光合作用速率与细胞呼吸速率相等,光合作用需要的CO2全部由细胞呼吸提供,整个细胞对外不表现出气体交换。

6.下图为某绿色植物细胞中部分物质转化过程示意图(a~g表示物质,①~③表示反应过程)。下列有关叙述错误的是(　　)

A.b为ATP,d为NADPH

B.①表示水光解,③表示CO2固定

C.突然停止光照,c和g含量都会增多

D.用18O标记O,一段时间后在(CH2O)中能检测到18O

答案C

解析b为Pi与c的产物,故c为ADP,b为ATP,d为NADPH,A项正确;①是H2O在光下的反应,故为水光解;③为CO2参与的过程,为CO2固定,B项正确;突然停止光照,光反应停止,不再产生ATP和NADPH,ATP和NADPH的减少使C3的还原减少,产物C5减少,又由于二氧化碳固定继续进行,C5被消耗,故g(C5)的含量会减少,C项错误;用18O标记O,O会参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2,C18O2参与光合作用的暗反应过程,故一段时间后在(CH2O)中能检测到18O,D项正确。

7.光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列参与暗反应必需的物质是(　　)

A.H2O、CO2、ADP

B.CO2、NADPH、ATP

C.H2O、CO2、ATP

D.NADPH、H2O、ADP

答案B

解析光合作用暗反应过程包括CO2的固定和C3的还原,需要NADPH作为还原剂和酶的催化,并消耗能量。

8.叶绿体中的类囊体有两种:基粒类囊体和基质类囊体(如图),基质类囊体能将单个基粒类囊体连接起来。下列有关叙述正确的是(　　)

A.叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内

B.H2O在光下分解为H+和O2的过程发生在基质类囊体上

C.CO2的固定过程发生在基粒类囊体上

D.在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素

答案D

解析叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上;H2O的光解在两种类囊体上都能发生,因为其上均含有与光反应有关的酶和色素;CO2的固定发生在叶绿体基质中。

9.如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施不能够有效提高光能利用效率的是(　　)

A.阴雨天气提高温室中的CO2浓度

B.将玉米与大豆混合种植

C.为农作物补充镁元素,保证叶绿素的含量

D.合理灌溉,使植株保持挺拔

答案A

解析阴雨天气,光照强度减弱,这种情况下补充CO2达不到提高光能利用率的目的;玉米与大豆混合种植可以充分利用光能,进而达到提高光能利用率的目的;充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收;植株挺拔,叶片充分展开,有利于对光的吸收。

10.下图表示光合作用过程的部分图解,请据图分析回答下列问题。

(1)图示表示光合作用的　　　　　　　　过程,其中B表示　　　　　　　　　　　　　。 

(2)图示过程中,能量变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)如果用含14C的CO2来追踪小麦光合作用过程中碳原子的转移途径,则14C首先出现在　中。 

(4)叶绿体是进行光合作用的场所,在充足的光照条件下,ADP在叶绿体内的移动方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;如果将此植物由光照充足的条件下移至阴暗处,则NADPH在叶绿体中的含量将　　　　　　　　。 

答案(1)暗反应　C3的还原　(2)ATP、NADPH中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能　(3)C3　(4)从叶绿体基质到类囊体薄膜　减少

解析题图表示光合作用的暗反应过程,B表示C3的还原。CO2进入叶绿体后,先被C5固定成C3,随后C3被NADPH还原生成糖类,因此,碳的转移途径应是CO2→C3→糖类。ADP要到类囊体薄膜上参与光反应转化成ATP。光反应需要光照,植物移至阴暗处后,光照强度降低,光反应减弱,NADPH合成减少,但C3还原仍在进行,NADPH仍在消耗,因此含量减少。

等级考提升练

11.某同学设计并开展了一项有关光合作用所需条件的探究活动,具体装置如图所示。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.实验前四组叶片均经过24 h“暗处理”

B.该实验只能证明光合作用需要CO2

C.NaOH处理目的是去除锥形瓶中CO2

D.锡箔纸处理组叶片无淀粉产生

答案B

解析该实验为了排除原有有机物的干扰,需要经过24 h“暗处理”消耗掉原有的有机物,A项正确;用锡箔纸遮光与蒸馏水组对比验证了有无光照对光合作用的影响,B项错误;NaOH可以吸收空气中的二氧化碳,目的是去除锥形瓶中CO2,C项正确;锡箔纸处理组无光照,无法进行光合作用,叶片无淀粉产生,D项正确。

12.下图表示在夏季晴朗的白天,植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况,下列对这一环境因素的改变分析正确的是(　　)

A.突然停止光照

B.突然增加CO2浓度

C.降低环境温度

D.增加光照强度

答案D

解析突然停止光照,光反应产生的NADPH和ATP减少,被还原的C3减少,生成的C5减少,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将增加,C5的含量将减少,A项错误;突然增加CO2浓度,CO2被C5固定形成的C3增加,则消耗的C5增加,故C5的含量将减少,B项错误;降低环境温度,光合作用的过程均会变慢,故C3、C5的含量相对稳定,C项错误;增加光照强度,光反应产生的NADPH和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将减少,C5的含量将增加,D项正确。

13.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如下图所示(注:光饱和点是使光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是(　　)

A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响

B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大

C.间作虽然提高了桑树的光合速率,但降低了大豆的光合速率

D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作小于间作

答案C

解析由图示曲线可知,桑树的呼吸强度在间作时大于单作时,大豆的呼吸强度在间作时小于单作时,说明间作或单作会影响两种植物的呼吸强度,A项错误;由图示可知,桑树间作时的光饱和点明显大于单作时,而大豆在间作时的光饱和点小于单作时,B项错误;由图可知,间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率,C项正确;当光照强度大于光补偿点时植株开始积累有机物,由图示可知,大豆在单作时的光补偿点大于间作时,说明大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,D项错误。

14.将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是(　　)

适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图

A.黑暗条件下,①增大、④减小

B.光强低于光补偿点时,①③增大

C.光强等于光补偿点时,②③保持不变

D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大

答案B

15.(多选)上海世博会E区是以英国贝丁顿“零能耗”社区为原型的“世博零碳馆”。整个小区只使用可再生资源产生的能源,不需要向大气排放CO2。下列有关叙述正确的是(　　)

A.“零碳馆”植物吸收的CO2在叶绿体基质中合成有机物

B.叶绿体内膜吸收光能,合成ATP和NADPH,为暗反应供能

C.碳在叶肉细胞内转化途径为:CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2

D.如果白天光照太强,会造成植物细胞内ATP大量积累

答案AC

解析光合作用过程中植物吸收的CO2参与暗反应阶段的二氧化碳的固定,最终合成有机物,场所在叶绿体基质中,A项正确;叶绿体类囊体薄膜吸收光能,合成ATP和NADPH,为暗反应供能,B项错误;根据光合作用的过程,首先发生二氧化碳的固定,转移到C3化合物中,再转移到有机物中,然后通过呼吸作用转移到丙酮酸中,在有氧呼吸的第二阶段转移到二氧化碳中,所以碳在叶肉细胞内的转化途径为:CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2,C项正确;光合作用光反应产生的ATP供暗反应利用,在相对稳定条件下ATP量处于一个动态平衡,不会有大量积累,D项错误。

16.(多选)下图表示甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,相关叙述正确的是(　　)

A.过程①中类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光

B.过程②产生的(CH2O)中的C只来自CO2

C.过程③释放的能量大部分贮存于ATP中

D.过程④一般与吸能反应相联系

答案BD

解析过程①中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,A项错误;过程②产生的(CH2O)中的C来自CO2,B项正确;过程③释放的能量少部分贮存于ATP中,大部分以热能形式散失,C项错误;④表示ATP水解释放能量的过程,一般与吸能反应相联系,D项正确。

17.图甲表示某植物叶肉细胞内的部分结构及相关代谢中发生的气体转移情况。图乙表示密闭环境中某植物在光照充足的条件下,温度对光合作用和细胞呼吸速率的影响。请据图分析回答问题。

甲

乙

(1)图甲中b过程中的气体参与线粒体完成生理活动过程的第　　　　阶段,a过程中的气体参与叶绿体完成生理活动过程的　　　　　　　阶段。 

(2)图乙中M点表示的生物学意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。此时,植物有机物的积累量为　　　,M点以后CO2的积累量　　　　。 

(3)图乙中在40~60 ℃范围内,随着温度上升,光合作用速率比细胞呼吸速率变化大,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)冬季,密封的温室内容易因CO2缺乏而导致作物产量下降,生产中经常用施加农家肥的方法来增加温室内CO2的含量,原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)请写出图甲中植物有氧呼吸的总方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)三　暗反应　(2)光合作用的速率等于细胞呼吸的速率(或光合作用强度等于细胞呼吸强度)　零　增加　(3)催化细胞呼吸的酶更耐高温(或催化光合作用的酶对高温更敏感)　(4)农家肥中含有很多有机物,通过微生物的分解作用可产生CO2　(5)C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量

解析(1)图甲中b过程中的气体为叶绿体产生的氧气,可参与线粒体内有氧呼吸过程的第三阶段,a过程中的气体为线粒体产生的二氧化碳,参与叶绿体中的光合作用的暗反应阶段。(2)由图可知,图乙中M点表示的生物学意义是光合作用的速率等于细胞呼吸的速率,由于植物有机物的积累量=光合作用制造有机物的量-呼吸消耗有机物的量,故此时,植物有机物的积累量为0,M点以后细胞呼吸速率大于光合作用速率,植物释放二氧化碳,故密闭环境中CO2的积累量增加。(3)图乙中在40~60 ℃范围内,随着温度上升,由于催化细胞呼吸的酶更耐高温(或催化光合作用的酶对高温更敏感),故光合作用速率比细胞呼吸速率变化大。(4)农家肥中含有很多有机物,通过微生物的分解作用可产生CO2,因此生产中经常用施加农家肥的方法来增加温室内CO2的含量。(5)有氧呼吸的总方程式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。