（新人教）生物必修一课时素养评价20：光合作用原理的应用（含解析）

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（新人教）生物必修一课时素养评价 二十
　光合作用原理的应用
　　　　　　　　　 (20分钟·70分)
一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)
1.有关植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是 (　　)
A.呼吸作用的中间产物丙酮酸在有氧存在的条件下可以通过线粒体双层膜
B.CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程仅发生在线粒体中
C.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能仅转变为热能
D.种子库中贮藏的风干种子一定不能进行光合作用,也不能进行细胞呼吸
【解析】选A。呼吸作用的中间产物丙酮酸在有氧存在的条件下可以通过线粒体双层膜进行有氧呼吸的第二、三阶段,A正确;C6H12O6分解成CO2的过程在有氧呼吸时发生在细胞质基质和线粒体基质中,无氧呼吸时发生在细胞质基质中,B错误;光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能可以转变为热能和ATP中活跃的化学能,C错误;种子库中贮藏的风干种子一定不能进行光合作用,但可以进行细胞呼吸,D错误。
2.如图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换,下列有关此图的叙述正确的是 (　　)
A.在黑暗中A将停止生理作用
B.结构A能产生ATP,结构B不能产生ATP
C.植物正常生长时,结构B产生的O2全部被结构A利用
D.夜晚适当降温,能降低结构A的生理功能,白天适当升温,结构B的生理功能提高比结构A更显著,故白天适当升温,夜晚适当降温能增加农作物的产量
【解析】选D。分析题图可知,结构A为线粒体,结构B为叶绿体。黑暗条件下,不能发生光合作用,只能进行呼吸作用,A的生理功能继续,B 的生理功能停止,A错误;结构A、B都能产生ATP,B错误;植物正常生长,光合作用强度大于呼吸作用强度,结构B产生的O2除了被结构A利用,剩余的会释放到外界环境中,C错误;适当控制昼夜温差,可使光合作用强度增强,细胞呼吸强度减弱,有利于有机物的积累,D正确。
3.如图表示蓝细菌光合作用与光照强度的关系。下列表述正确的是 (　　)
A.a点时,蓝细菌细胞只进行呼吸作用,其场所是细胞质基质和线粒体
B.b点时,光合速率等于呼吸速率
C.当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.限制a、b、c点光合速率的主要因素都是光照强度
【解析】选B。a点时,光照强度为0,蓝细菌细胞只进行呼吸作用;b点时,蓝细菌细胞既不吸收CO2,也不释放CO2,此时光合速率等于呼吸速率;蓝细菌是原核生物,无线粒体和叶绿体;c点后,限制光合速率的主要因素不再是光照强度。
4.将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是 (　　)
A.降低至一定水平时再升高
B.持续保持相对稳定状态
C.降低至一定水平时保持不变
D.升高至一定水平时保持相对稳定
【解析】选C。密闭玻璃容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行有氧呼吸,植物净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,净光合速率只要大于0,则光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸释放的CO2量;根据题意,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。说明密闭玻璃容器内的CO2浓度从照光开始就下降,当净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0时,密闭容器内的CO2浓度停止下降,保持不变。
5.如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 (　　)
【解析】选C。A点时,光合速率与呼吸速率相等,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.光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素。如图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线,正确的图解是 (　　)
【解析】选C。棉花叶片的光合作用受光照强度的影响。上午随光照强度增强,光合作用强度增强;中午由于光照过强,植物出现“午休”现象,导致光合作用强度有所减弱;“午休”现象解除后,光合作用强度又有所增强;但随着光照强度的减弱,光反应速率下降,导致光合作用强度减弱。所以正确的图解是C选项。
二、非选择题(共2小题,共40分)
7.(16分)如图是绿色植物体内光合作用和细胞呼吸的示意图,请据图回答:
(1)图中A表示的过程为　 　　　,此过程发生的场所是叶绿体的　　　　　　　　　　。
(2)图中B表示的过程为　　 　　,此过程发生的场所是　　　　　　　　　　。
(3)图中C表示的过程为　　　　　,这里产生的水是在　　　　　阶段形成的。
(4)当光照强度为0时,植物细胞中可以产生ATP的结构是　　　　　　　。
(5)温室大棚作物如果遇到阴雨天,为避免减产,大棚内的温度应该适当　　　　　,原因是　　　　　　。
【解析】(1)根据图中物质转化关系可判断,A为光合作用的光反应,此过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)图中B过程是暗反应,此过程发生在叶绿体基质中。(3)图中C过程表示有氧呼吸,其中产生的水是在有氧呼吸第三阶段形成的。(4)光照强度为0时,植物细胞不能进行光合作用,只能进行细胞呼吸,因此产生ATP的结构是细胞质基质和线粒体。(5)温室大棚作物如果遇到阴雨天,为避免减产,可适当降低温度,减少细胞呼吸对有机物的消耗。
答案:(1)光反应　类囊体薄膜　(2)暗反应　叶绿体基质　(3)有氧呼吸　第三　(4)线粒体、细胞质基质　(5)降低　减少细胞呼吸对有机物的消耗
8.(24分)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。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:
(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叶每小时消耗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　　　　点。
【解析】叶片的呼吸速率为光照强度为0时CO2的释放速率;总光合速率等于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
　　　　　　　　　 (10分钟·30分)
1.(6分)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,光合速率将继续提高
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、暗反应增强的结果
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
　【解题导引】
(1)隐含信息:光反应和暗反应发生的部位。
(2)关键信息:t1时给予充足恒定光照,t3时充CO2。
【解析】选D。水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体薄膜上,而不是叶绿体基质中,A项错误;t2→t3,限制光合速率的因素为CO2浓度,此时光照充足且恒定,若增加光照,光合速率不会提高,B项错误;t3→t4,暗反应增强,一定程度上加快ATP和ADP的转化,同时促进了光反应,C项错误;突然停止光照,光反应减弱甚至停止,类囊体薄膜上ATP合成受阻,ATP含量减少,ADP和Pi含量升高,被还原的C3减少,直接产物含量降低,D项正确。
2.(6分)(多选)对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量(mg·h-1)进行测定,结果如表,下列对结果的分析正确的是 (　　)
A.在5 klx光照条件下5 h,10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5 mg
B.在20 ℃时,分别用10 klx和5 klx光照10 h,黑暗14 h,O2增加量前者比后者多30 mg
C.在10 ℃、10 klx光照4.8 h后,转入20 ℃黑暗环境19.2 h,O2变化量为0
D.该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间,CO2浓度等属于无关变量
【解析】选A、B、C。黑暗中单位时间内O2的吸收量代表呼吸速率,光下测定的单位时间内O2的释放量是净光合速率,在5 klx光照条件下5 h,10 ℃时光合作用产生的O2总量是3.5×5=17.5 mg,20 ℃时光合作用产生的O2总量是3×5=15 mg,所以10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5mg,A正确;在20 ℃时,分别用10 klx和5 klx光照10 h,黑暗14 h,O2增加量分别是5×10-1×14=36 mg、2×10-1×14=6 mg,前者比后者多30 mg,B正确;在10 ℃、10 klx 光照4.8 h,积累O2量是4×4.8=19.2 mg,转入20 ℃黑暗环境19.2 h,消耗O2量是1×19.2=19.2 mg,O2变化量为0,C正确;该实验的自变量是光照强度与温度,无关变量是照光时间、CO2浓度等,D错误。
【方法规律】植物“三率”的判定
检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总) 光合速率
CO2 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
O2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量
有机物 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量
【实验·探究】
3.(18分)图甲为测定光合速率的装置,在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液,试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下,测得的气体体积变化如图乙所示。
(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时,试管内变化的气体是　　　　。
(2)若此时图甲植物光照强度为15 klx,则1 h光合作用产生的气体量为
　　　　 mL。若此时植物叶片的呼吸商(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值),则植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外,植物还需从外界吸收CO2
　　　　mL。
(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰,本实验还应设置对照实验,对照组实验装置与实验组实验装置的区别是 　 。
【解析】(1)由于图甲中存在CO2缓冲液,所以在不同光照强度下,液滴位置改变的实质是O2的消耗和释放。(2)光合作用产生O2的气体量应包括释放量和叶片消耗量,为150+50=200(mL),同时,植物呼吸消耗50 mLO2,根据呼吸商0.8,植物呼吸作用释放40 mLCO2,而一共需要200 mLCO2,所以植物还需从外界吸收CO2160 mL。(3)设置对照实验时可将新鲜叶片改为经消毒的死亡叶片,除叶片本身会影响实验外,环境因素也可能影响实验结果。
答案:(1)O2
(2)200　160
(3)新鲜叶片改为经消毒的死亡叶片
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