5.4.2《光合作用的原理和应用》课时同步练习-2022~2023学年高中生物人教版（2019）必修1（Word版含答案）

《光合作用的原理和应用》课时同步练习
【基础训练】
1．离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，短暂时间内叶绿体中C3与C5相对含量的变化是(　　)
A．C3增多、C5减少 B．C3增多、C5增多
C．C3减少、C5增多 D．C3减少、C5减少
2．光合作用过程中，水的光解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自(　　)
A．细胞呼吸产生的ATP和光能
B．都是细胞呼吸产生的ATP
C．光能、光反应产生的ATP和NADPH
D．都是光反应产生的ATP
3．在实验室中，如果要测定藻类植物是否能完成光反应，最好是检验(　　)
A．葡萄糖的合成 B．二氧化碳的消耗
C．叶绿体的含量 D．氧气的释放
4．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
5．2,6－二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色，从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6－二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有O2释放。此实验证明(　　)
A．光合作用在类囊体上进行
B．光合作用产物O2中的氧元素来自CO2
C．光反应能产生还原剂和O2
D．光合作用与叶绿体基质无关
6．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
7．为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照，如图所示。哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程(　　)
A．甲　　　　B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁
8．阴暗环境中适当提高光照强度可以提高光合速率的根本原因是(　　)
A．加快CO2的固定过程
B．光反应速率加快
C．使叶绿体中C5含量增加
D．提高暗反应过程中相关酶的活性
9．为缓解能源危机这一全球性问题，开发和利用新能源受到广泛关注。研究发现，小球藻在高氮条件下光合作用强，油脂积累少；在低氮条件下生长较慢，但能积累更多油脂。为获得油脂生产能力强的小球藻，制造生物质燃料，科研人员进行了实验。
请回答问题：
(1)小球藻通过光反应将________能转变成活跃的化学能，经过在叶绿体基质中进行的________反应，将这些能量储存在有机物中。
(2)科研人员进行了图1所示的实验，发现培养基上的藻落(由一个小球藻增殖而成的群体)中，只有一个为黄色(其中的小球藻为X)，其余均为绿色(其中的小球藻为Y)。
小球藻X的出现可能是EMS(一种化学诱变剂)导致小球藻发生了基因突变，不能合成________，因而呈黄色。为初步检验上述推测，可使用____________观察并比较小球藻X和Y的叶绿体颜色。
(3)为检测油脂生产能力，研究者进一步实验，结果如图2所示。
据图可知，高氮条件下
____________________________________________________________，
说明小球藻X更适合用于制造生物质燃料。
【提升训练】
10．下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．光合作用和呼吸作用总是同时进行的
B．光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用
C．光合作用形成的糖类在细胞呼吸中被利用
D．光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进行
11．如图表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化。下列能正确表示e点时单位时间内棚内植株消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)的是(　　)
12．科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验(如下表所示)，用来研究光合作用过程，下列选项中各试管得到的产物情况正确的是(　　)
试管 叶绿体结构 光照 C18O2 ATP、[H] C5
甲 类囊体 ＋ ＋ － －
乙 基质 － ＋ ＋ ＋
丙 基质 ＋ ＋ － ＋
丁 基质和类囊体 ＋ ＋ － ＋
注：表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。
A．甲试管可得到18O2
B．乙试管可得到C3
C．丙试管可得到葡萄糖和淀粉
D．丁试管可得到乳糖
13．(多选)以CO2的吸收速率与释放速率为指标，研究温度对某植物光合作用与细胞呼吸的影响(其余实验条件均适宜)，结果如表，下列对该表数据分析不正确的是(　　)
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2速率 (mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下释放CO2速率 (mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
A.植物细胞呼吸速率与温度表现为负相关
B．该植物光合作用对温度的敏感性比细胞呼吸高
C．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 ℃
D．在恒温条件下，每天光照、黑暗各12小时，25 ℃时该植物积累的有机物最多
14．(多选)在适宜光照和温度条件下，给豌豆植株供应14CO2，测定不同的细胞间隙 CO2 浓度下叶肉细胞中 C5 的相对含量，结果如下图所示。叙述正确的是(　　)
A．含14C 有机物最先出现在叶绿体基质
B．A→B，叶肉细胞吸收 CO2 速率增加
C．B→C，叶片的光合速率等于呼吸速率
D．B→C，叶肉细胞的光合速率不再增加
15．观赏植物蝴蝶兰可通过改变 CO2 吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收 CO2并贮存在细胞中。
(1)依图a分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时________(选填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是____________________；此时段________(选填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是 ________________；10～16 时无明显 CO2 吸收的直接原因是________。
(2)从图b可知，栽培蝴蝶兰应避免________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当________。
16．利用温室种植果蔬，可以使其在冬、春季节上市获取较高经济效益。科研人员探究温室内不同CO2浓度对番茄光合速率和产量的影响，结果如下表。请回答问题：
组别 净光合速率[μmol/(m2·s)] 产量(kg/hm2)
A0(对照组，大气CO2浓度) 24.50 70407.69
A1(600 μmol/L CO2浓度) 29.87 82682.69
A2(800 μmol/L CO2浓度) 36.24 90148.08
A3(1000 μmol/L CO2浓度) 37.28 97844.23
(1)随着温室CO2浓度的升高，进入叶绿体的CO2增多，与C5结合生成的________增加。CO2浓度升高还能提高Rubisco(催化CO2固定的酶)的活性，直接提高________反应的速率，从而提高了光合速率和产量。
(2)科研人员进一步研究了温室内不同CO2浓度对番茄光合色素含量的影响，结果如图1。
由图1可知，随着温室CO2浓度的升高，分布在叶绿体________上的光合色素含量增加，吸收________增多，促进光反应产生更多________，最终提高了光合速率和产量。
(3)科研人员继续进行实验探索更合理的温室增施CO2方法，应用于实际生产。
实验组1：高浓度短时间增施，每日6：00～9：00增施浓度为800～1000 μmol/mol CO2；实验组2：低浓度长时间增施，每日6：00～16：00增施浓度为400～600 μmol/mol CO2；对照组：不增施CO2。
检测各组不同器官中干物质的量，结果如图2。请根据结果选择更为合理的方法并阐述理由：______________________________________。
17．温室效应是全球环境变化研究的热点问题之一。据预计，大气中CO2浓度到下世纪中后期将是现在的两倍。研究人员对玉米和大豆所处环境的CO2浓度分别进行如下控制：甲组为大气CO2浓度(375μmol·mol－1)、乙组模拟倍增的CO2浓度(750μmol·mol－1)、丙组是倍增后恢复到大气CO2浓度(先在倍增CO2浓度下生活60天，再转入大气CO2浓度下生活)，两种作物的三种处理均设置重复组，测得实验结果如下表。请分析回答：
项目 甲组 乙组 丙组
玉米 大豆 玉米 大豆 玉米 大豆
净光合速率 (μmol·m－2·s－1) 29.88 21.24 30.95 33.79 25.33 18.24
蒸腾速率 (mmol·m－2·s－1) 3.18 6.01 1.69 5.90 3.18 6.01
水分利用效率(mmol·mol－1) 9.40 3.53 18.31 5.73 7.97 3.03
注：水分利用效率＝净光合速率/蒸腾速率
(1)实验中设置重复组的目的是______________。
(2)植物叶肉细胞中能够消耗水并伴随ATP生成的部位是____________________________________(填细胞结构)。
(3)CO2浓度倍增条件下，玉米和大豆的净光合速率均升高，可能的原因是________________________________。但是CO2浓度倍增时，光合速率并未倍增，此时限制光合速率增加的因素可能是________________________(写出两点即可)。
(4)净光合速率提高和蒸腾速率降低均会使水分利用效率升高，根据表中甲、乙两组数据分析，玉米和大豆对水分利用效率升高的原因分别是
_________________________________________________________________。
(5)有人认为：化石燃料使用能升高大气CO2浓度，有利于提高农作物光合速率，对农业增产有利，因此没有必要限制化石燃料的使用。请你对此观点做出简要评述。_____________________________________________。
参考答案：
【基础训练】
1-5CCDCC 6-8BBB
9.
(1)光　暗
(2)叶绿素　显微镜
(3)小球藻X的油脂生产能力高于Y
【提升训练】
10.C
11.B
12.B
13.ACD
14.ABD
15.
(1)有　呼吸作用合成　无　叶绿体在无光时不能合成ATP和[H]　气孔关闭
(2)长期干旱(或长期缺水)　遮光
16.
(1)C3　暗
(2)类囊体膜　光能　ATP、NADPH、 O2
(3)低浓度长时间增施组(实验组2)效果更好，本组果实中干物质含量最高
17.
(1)减少实验误差，避免偶然性的发生
(2)类囊体薄膜、线粒体基质
(3)CO2 浓度升高使暗反应中 CO2的固定增强，C3的还原增强　NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多……(写出两点即可)
(4)玉米主要通过降低蒸腾速率来提高水分利用效率，大豆主要通过提高净光合速率来提高水分利用效率
(5)此观点不合理。首先，不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应，大气CO2浓度升高后造成温室效应，会导致大气温度升高、冰川融化、海平面上升等环境问题。其次，影响光合作用的因素不只是CO2浓度，还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素。大气CO2浓度升高及温度升高，可能使某些酶的含量和活性降低；高温会引起蒸腾作用增强从而影响水分供应，还会引起细胞呼吸增强而消耗更多的有机物。因此温室效应不一定提高作物的产量。(其他合理回答也可)