5.4.2光合作用的原理和应用（第二课时）——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练（含解析）

5.4.2光合作用的原理和应用（第二课时）
——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练
一、单项选择题
1.将离体叶片置于适宜条件下进行稳定的光合作用时，如果突然分别停止光照和CO2的供应，短时间内叶绿体中C3与[H]相对含量的变化分别是（ ）
A. C3增多、[H]减少；C3减少、[H]增多
B. C3减少、[H]增多；C3减少、[H]增多
C. C3增多、[H]增多；C3减少、[H]减少
D. C3减少、[H]减少；C3增多、[H]增多
2.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与在完全培养液中培养一段时间相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（ ）
A.光反应强度升高，暗反应强度升高
B.光反应强度降低，暗反应强度不变
C.光反应强度降低，暗反应强度降低
D.光反应强度不变，暗反应强度不变
3.温室或大棚栽培植物可为植物的生长发育提供适宜的条件，以提高农作物的品质和产量，下列措施中不能提高农作物产量的是（ ）
A.采用绿色玻璃顶 B.适当增加室内CO2浓度
C.适当增加光照强度 D.适当增大室内的昼夜温差
4.在封闭的温室内栽种蔬菜，下列不能提高蔬菜产量的措施是（ ）
A.保持合理的昼夜温差 B.全程密闭管理
C.增施有机肥 D.适当延长光照时间
5.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.将玉米与大豆间体套种
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
6.下列有关光合作用及其影响因素的叙述，错误的是（ ）
A.谚语"合理上粪，粮食满囤"表明植物光合作用的原料都来自土壤
B.谚语"六月盖被，没有谷米"说明水稻光合作用受温度的影响
C.谚语"正其行，通其风"说明植物光合作用受二氧化碳浓度的影响
D.谚语"春生夏长，秋收冬藏"中植物"夏长"主要影响因素是光照
7.在华南地区秋冬种植的白菜、油菜等蔬菜，引种到西北高原地区夏季种植，常会生长得更加旺盛，导致这种现象的原因不包括（ ）
A.光照时间长让植物有更多的光合作用时长
B.光照强度大使植物具有更高的光合作用速率
C.紫外线吸收增加使植物光合作用强度增大
D.昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累
8.如图所示，两曲线分别表示阳生植物和阴生植物CO2吸收量随光照强度变化的情况。当光照强度为c时，两植物的有机物积累速率分别为A1、B1，两植物有机物合成速率分别为A2、B2，下列比较结果正确的是（ ）
A.A1＝B1；A2＜B2 B.A1＞B1；A2＝B2
C.A1＜B1；A2＝B2 D.A1＝B1；A2＞B2
9.炎热夏季中年导致农作物的光合作用速率下降的主要原因是（ ）
A.植物根吸收不到水分 B.土壤肥力下降
C.光照过强造成色素分解 D.气温过高导致叶片气孔关闭，吸收的CO2减少
10.某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下细胞光合作用速率和呼吸作用速率的关系，并绘制了甲、乙、丙、丁四幅图。其中图中“A”点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是（　）
A. B.
C. D.
11.下列关于绿色植物光合作用的叙述，正确的是（ ）
A.光合作用过程使光能转变为ATP进而转变为糖类等有机物
B.光反应阶段在有光时进行，暗反应阶段在无光时才能进行
C.用蒸馏水对植物进行水培，植物光合作用强度会受到影响
D.给植物光合作用提供H218O，则在空气的CO2中检测不到18O
12.如图为探究绿色植物的相关生命活动过程的实验装置。对图示装置的分析错误的是（ ）
A. 红色小液滴移动的距离表示装置内O2的变化量
B. 若要测呼吸速率，应将该装置置于黑暗中并设置相应的对照组
C. 若要测光合速率，应给予一定的光照，单位时间内小液滴移动的距离可代表总光合速率
D. 打开阀门并移除NaOH溶液后，此装置A、B对照可用于研究水份对光合作用的影响
13.在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照条件下，放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。分析表中数据，不正确的推论是（ ）
光照强度（klx） 1.0 3.0 5.0 7.0 8.0 10.0
CO2变化量[mg/（100 cm2·h）] ＋2.0 －2.0 －6.0 －10.0 －12.0 －12.0
A.光照强度为1 klx时，光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光照强度由5 klx增至7 klx时，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大
C.光照强度为2 klx时，该植物光合作用速率为0
D.光照强度为9 klx时，叶绿体中色素的含量可能是限制植物光合作用速率的内因
二、非选择题
14.如图所示是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中① ⑤为生理过程，a h为物质名称，请回答：
（1）[c]是___________，上述① ⑤过程中，能够产生ATP的过程是___________.
（2）较强光照下，⑤过程中d的移动方向是从___________到___________（填场所）.
（3）有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是___________（用图中标号表示）.
15.某研究小组为了探究光照强度和钾肥浓度对荔枝光合作用的影响，将大小一致的荔枝植株先停止施肥5个月，再移栽至盆中，均分成四组，其中一组为对照组，其余三组分别施加低钾肥、中钾肥、高钾肥，然后在不同光照条件下培养，实验重复4次。结果如下图。请回答以下问题：
（1）光合色素具体分布在________上，主要吸收________，欲测定叶片中色素含量，需用________提取。
（2）由图可知，随着光照强度的逐渐增加，荔枝的光合作用速率逐渐增大，这是由于叶绿体在单位时间内获取了更多的光能，光反应速率加快，为暗反应中__________过程提供了更多的________。
（3）由实验结果可知，在同等光照条件下，高钾组的光合作用强度低于中钾组，这可能是由于施肥过多影响了植物的吸水，使植物气孔开度________（填“减小”或“增大”），进而限制了暗反应中________的速率。
（4）荔枝的高糖分与其光合产物的累积有关，请结合图中信息，提出两个有助于提高荔枝光合产物积累量的措施：____________________________________。
答案以及解析
1.答案：A
解析：突然停止光照，[H]和ATP生成减少，使C3还原减少，但C3生成量基本不变，因此C3增多，突然中断CO2气体的供应，CO2与C5结合受阻，C3生成量减少，但C3还原还在继续，因此C3减少，由于C3减少，消耗的[H]减少，而光反应不变，因此，[H]增加，即A正确。
故选A。
2.答案：C
解析：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁导致番茄幼苗不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使光合作用的光反应强度降低。光反应为暗反应提供NADPH和ATP，故光反应强度降低，其为暗反应提供的NADPH和ATP减少，暗反应的强度也降低。
3.答案：A
解析：A选项：光合色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光，绿光吸收最少，所以采用绿色玻璃盖不仅不能提高光合速率，反而降低光合速率，故A错误；B选项：CO2是光合作用的原料，绿色植物周围空气中的CO2含量，直接影响到绿色植物的光合作用效率，适当增加温室内的CO2浓度，可以提高作物产量，故B正确；C选项：光是进行光合作用的条件，在一定的光照强度范围内，增强光照强度有利于促进光合作用，从而提高作物产量，故C正确；D选项：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，白天适当提高温度有利于增加光合作用，晚上适当降低温度有利于减弱呼吸作用，因而适当增大昼夜温差，能提高有机物的净积累量，从而提高作物产量，故D正确；故选A。
4.答案：B
解析：A、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，白天适当提高温度有利于增加光合作用，晚上适当降低温度有利于减弱呼吸作用，因而保持合理的昼夜温差，能提高有机物的净积累量，从而提高作物产量，A不符合题意；B、CO2是光合作用的原料，CO2浓度会直接影响到绿色植物的光合作用效率，全程密闭管理，不能提高蔬菜产量，B符合题意；C、增施有机肥利于微生物分解作用释放CO2从而能提高作物产量，C不符合题意；D、适当延长光照时间，可以提高单位土地面积的光合作用产物的量，有助于提高农作物的产量，D不符合题意。
5.答案：A
解析：A、阴雨天光照不足，提高温室中的CO2浓度不能够有效提高光能利用效率的是，A错误；B、将玉米与大豆间行混合种植是充分利用光能，能提高光能利用效率，B正确；C、缺少镁元素叶绿素合成不足，会影响光合作用效率，所以补充镁元素能提高光合作用效率，C正确；D、水是光合作用的原料，合理供水确保植株保持挺拔能提高光合作用效率，D正确；故选：A。
6.答案：A
解析：植物光合作用的原料除了来自土壤，还有空气中的CO2“六月盖被，没有谷米是指六月的气温太低会影响果实正常发育，这说明水稻光合作用受温度的影响；“正其行，通起风”能为植物提供更多的CO2提高光合作用速率；“春生夏长，秋收冬藏中植物“夏长”主要影响因素是光照、温度；故选A。
7.答案：C
解析：A、西北高原地区夏季昼长夜短，光照时间长让植物有更多的光合作用时长，A正确；B、西北高原地区夏季光照强度大使植物具有更高的光合作用速率，B正确；C、紫外线吸收增加使植物光合作用强度减弱，C错误；D、西北高原地区夏季昼夜温差更大有利于光合作用产物的积累，D正确。
8.答案：D
解析：分析图示可知：A植物的呼吸速率大于B植物；当光照强度为c时，A、B两植物的净光合速率相等，即两植物的有机物积累速率A1＝B1；有机物合成速率＝实际光合速率＝净光合作用速率＋呼吸速率，所以两植物有机物合成速率A2＞B2，A、B、C三项均错误，D项正确。
9.答案：D
解析：由图可知炎热夏季中午温度高，导致植物蒸腾作用加剧，气孔关闭减少水分散失，植物光合作用需要的二氧化碳通过气孔从外界吸收，因此气孔关闭会导致二氧化碳进入减少，光合速率下降，所以此时限制因素主要是二氧化碳，故本题正确答案为D。
10.答案：A
解析：A.图甲中虚线代表光照下二氧化碳的吸收量，可表示净光合作用强度（总光合－呼吸作用＝净光合），实线代表黑暗下二氧化碳的吸收量，可表示呼吸作用强度，所以A点表示净光合作用速率等于呼吸作用速率，此时光合作用速率大于呼吸作用速率，故A项符合题意。B.乙图表示一天24小时温室中二氧化碳的量，其中呼吸作用产生二氧化碳，光合作用消耗二氧化碳，所以温室中二氧化碳浓度的变化取决于二者的强度。当曲线斜率为0时，表示二者速率相同，所以转折点A、B点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，故B项不符合题意。C.由图丙中曲线可知，A点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，故C项不符合题意。D.图丁中A点表示在一定的光照强度下，植物既有光合作用又有呼吸作用，但既没有二氧化碳的吸收，也没有二氧化碳的释放，表明呼吸作用产生的二氧化碳被光合作用消耗完全，即此时光合作用速率等于呼吸作用速率，故D项不符合题意。
11.答案：C
解析：本题考查光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化、影响光合作用的环境因素的相关知识。在光合作用过程中，能量形式的转化过程是光能→电能→ATP中不稳定的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能；光反应阶段在有光时进行，暗反应阶段有光无光都能进行；用蒸馏水对植物进行水培，由于植物缺少矿质元素，植物光合作用强度会受到影响；H218O通过参与有氧呼吸的第二阶段可产生含有18O的CO2。
12.答案：C
解析：据图分析可知，关闭阀门，装置内只有呼吸作用时气体压强不会变化，光照时光合作用释放氧气使气压增大，小液滴移动的距离表示装置内的变化量；测呼吸速率时，应将该装置置于黑暗中，同时对照组的植物应换成死的但大小等与实验组相同的幼苗，其他条件均相同；测光合速率时，应给予一定的光照，单位时间内小液滴移动的距离可代表净光合速率；打开阀门并移除NaOH溶液后，此装置中植物的光合作用来自于其根吸收的水，故可用来验证水是光合作用的原料；故选C。
13.答案：C
解析：根据题意和图表分析可知：本实验的自变量为光照强度，实验因变量为密闭装置中CO2的变化量；光照强度为1klx时，容器内CO2增多是因为呼吸作用大于光合作用；随着光照强度的增强，光合作用吸收CO2量逐渐增大，因此装置中CO2量越来越少；光照强度由8klx增强为10klx时，CO2量不变，光合作用达到饱和。
14.答案：（1）[H]①②③⑤
（2）叶绿体基质（叶绿体的）类囊体薄膜
（3）③
解析：（1）[c]是[H]，③表示细胞呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中、④表示暗反应阶段，发生在叶绿体基质，上述①~⑤过程中，能够产生ATP的过程是①有氧呼吸第三阶段、②有氧呼吸第二阶段、③细胞呼吸第一阶段、⑤光反应阶段，而④暗反应阶段消耗光反应产生的ATP.
（2）光合作用过程中，光反应生成ATP，暗反应消耗ATP，所以ADP的移动方向为叶绿体基质到叶绿体的类囊体薄膜，（3）有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同，即有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是③，
15.答案：（1）（叶绿体的）类囊体的薄膜；蓝紫光和红光；无水乙醇
（2）C3的还原；ATP（能量）和NADPH（还原型辅酶Ⅱ）
（3）减小；二氧化碳的固定（CO2的固定）
（4）在阴天适当补光、合理施加钾肥等
解析：（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
（2）光合作用的光反应过程把色素吸收的光能转化成ATP和NADPH中的化学能，其中NADPH还能起还原剂的作用。暗反应中CO2的固定反应会形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3分子接受ATP和NADPH释放的能量，并且NADPH的作用下发生C3的还原反应，生成C5分子及糖类物质。因此，光照强度逐渐增加，光反应速率加快，为暗反应中C3还原过程提供了更多的ATP（能量）和NADPH（还原型辅酶Ⅱ）。
（3）据图可知，在同等光照条件下，高钾组的光合作用强度低于中钾盐，这可能是由于施肥过多，使土壤溶液浓度过大，影响了植物细胞的吸水。植物吸水减少，为了减少水分散失而减小气孔开度，从而导致二氧化碳供应不足，限制了暗反应中二氧化碳的固定速率。
（4）荔枝的高糖份与其光合产物的累积量较高有关，图示信息显示，适当使用钾肥、适当增加光照强度都能提高光合速率。据此可知，为了提高荔枝光合产物积累量可在阴天适当补光（相当于增加光照强度）、合理施加钾肥等措施均可达到目的。