5.4 第3课时 光合作用原理的应用-人教版（2019）生物必修1同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修1
第3课时　光合作用原理的应用
A组必备知识基础练
1.(2024北京密云高一期末)在北京地区种植的新疆哈密瓜往往没有原产地的甜,其主要原因是北京地区的(　　)
A.昼夜温差小,糖分积累少
B.土壤肥力足,细胞呼吸弱
C.空气质量差,光合作用强
D.海拔低,水分散失少
2.如图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响,下列有关叙述错误的是(　　)
A.A点与B点差异的主要限制因素是光照强度
B.B点与D点差异的主要限制因素是CO2浓度
C.B点与C点差异的主要限制因素可能是温度
D.A点与C点差异的主要限制因素是光照强度和CO2浓度
3.下列措施中,与利用光合作用原理提高农作物产量无关的做法是(　　)
A.降低夜间温度,减少有机物的消耗
B.控制各株作物之间的间距,合理密植
C.大棚中用干冰增加CO2浓度
D.种植大棚蔬菜,阴天开灯增加光照
4.高温是制约世界粮食安全的因素之一。持续高温往往使植物叶片变黄、变褐。关于高温下作物减产的可能原因,下列叙述错误的是(　　)
A.细胞呼吸变强,消耗大量养分
B.光合作用减弱,有机物合成减少
C.持续高温作用,植物易失水萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH减少
5.(2024安徽合肥高一期末)利用大棚种植蔬菜,可人为控制温度、水分和光照等条件,调整蔬菜的生长季节并提高产量。下列与大棚种植蔬菜相关的措施及分析,正确的是(　　)
A.施用农家肥,可为蔬菜的光合作用提供有机物
B.适当加大蔬菜的种植密度,可提高蔬菜的产量
C.阴雨天适当提高大棚内温度,可明显增加有机物的积累量
D.用红色塑料薄膜代替透明塑料薄膜,可提高蔬菜的光合作用速率
6.某深海热液喷口处发现一种管状螨虫,其体内的硫细菌通过氧化H2S获得能量,还原CO2,并制造糖类等有机物,能为管状蠕虫提供所需的物质和能量。下列叙述错误的是(　　)
A.管状蠕虫和硫细菌体内的酶最适温度较高
B.管状蠕虫和硫细菌生活在一起均属于自养生物
C.硫细菌和蓝细菌均能还原CO2,并制造糖类等有机物
D.硫细菌和蓝细菌生命活动所需的直接能源物质都是ATP
7.植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系,作物采用无土栽培的技术。生菜是植物工厂常年培养的速生蔬菜。下列有关植物工厂中对生菜培养的说法,正确的是(　　)
A.培养过程中需要定时向营养液中通入空气,主要目的是为光合作用提供CO2
B.同等强度下使用白光比红光更有利于生菜光合作用制造有机物
C.培养过程中需要定期更换营养液,主要目的是保证无机盐的供应
D.合理地控制温度可以提高生菜的光补偿点,有利于增产
8.研究环境因素对草莓的影响,可帮助农民增收致富。科研人员研究了大棚内不同条件对草莓植株光合速率的影响,测得草莓植株CO2吸收量随条件变化而发生的改变,结果如图所示。据图分析,回答下列问题。
(1)本实验的自变量是　　　　　　。A点时,草莓产生ATP的场所是　　　　　　。
(2)已知C、D两点的CO2吸收量相等。根据以上信息分析,草莓在C、D两点时制造的有机物量　　　(填“相等”或“不相等”),依据是　 　　　　　　　　　　　。
(3)E点后,草莓的CO2吸收量不再增加,此时限制草莓光合速率的环境因素主要是　　　　　　　。若要提高草莓产量,根据图中信息分析,可以采取的措施是　　　　　　　　　　　。
B组能力素养提升练
9.夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.甲植株在A点开始进行光合作用
B.乙植株B点有机物积累量最多
C.DE段补充光源可增加甲、乙农作物的产量
D.C点提高环境中CO2浓度可以使乙光合作用增强
10.(2024湖北黄冈高一期末)间种通常是指将两种或两种以上作物在同一块田地上相间种植的方式。适宜的种植距离可以提高间种效率,从而提高单位面积的产量。为探索花生的合理间种条件,科研人员在花生植株开花至果实成熟期,每天定时对其进行遮阴处理,并测量相关数据结果如下表所示。下列有关分析错误的是(　　)
处理 叶绿素含量/(mg·dm-2) 单株光合产量/g干重　　 单株叶光合产量/g干重 单株果实光合产量/g干重
不遮阴 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2 h 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4 h 3.03 16.64 3.05 6.13
A.表中不同遮阴处理可模拟花生与其他高秆植物的间种距离
B.花生叶片可通过增加叶绿素含量来适应弱光环境
C.较长遮阴处理下植株可能优先将光合产物分配至根中
D.本实验结果说明花生植株不适合间种
11.(2022湖南高考改编)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是(　　)
A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,细胞呼吸释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
C.叶绿体类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
12.下图是某同学测定某作物树冠上下层不同叶片A与B的光合特性。回答下列问题。
(1)光合作用光反应阶段,叶绿素主要吸收　　　　　光,固定CO2的场所是叶绿体的　　　　　。
(2)根据实验结果,图中A表示树冠　　　　　(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是　 　　　　　　　　　　　。
(3)光照强度低于1 200 μmol·m-2·s-1时,限制A叶片光合速率的主要因素是　　　　　　　。
(4)光照强度超过1 200 μmol·m-2·s-1时,B叶片净光合速率下降,可能与　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　有关。
(5)研究发现,阴生植物的叶绿素b含量比阳生植物的高。树冠上层与下层叶片的颜色通常相差甚大,为了研究树冠下层叶片对环境的适应性是否与阴生植物类似,则需要取　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,测定并比较叶绿素b含量。
第3课时　光合作用原理的应用
1.A　在北京种植的新疆哈密瓜没有原产地的甜,原因是新疆光照时间长,光合作用积累的有机物多,昼夜温差大,植物适应这样的环境,其细胞液(糖)浓度高。北京不具有新疆的环境条件,因此种植的新疆哈密瓜不如原产地的甜,A项符合题意。
2.D　AB段光合作用速率未达到最高点,受横坐标光照强度影响,A项正确;B点与D点的光照强度相同,光合作用速率不同,其差异的主要限制因素是CO2浓度,B项正确;BC段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其他条件,与横坐标的影响因素无关,C项正确;A点与C点的光照强度不相同,CO2浓度相同,主要限制因素是光照强度,D项错误。
3.A　夜间降低温度,可以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗,有利于有机物的积累,能提高产量,但与光合作用的原理无关,A项符合题意;合理密植使植物与光接触的面积增大,同时也有利于空气流通增加CO2浓度,因而植物的光合作用越强,制造的有机物就越多,可提高产量,B项不符合题意;CO2是光合作用的原料,大棚中用干冰增加CO2浓度会促进光合作用积累有机物,C项不符合题意;光照是光合作用的条件,阴天光照强度弱,通过开灯增加光照能够提高光合作用的效率,从而达到提高产量的目的,D项不符合题意。
4.D　高温使呼吸酶的活性增强,消耗大量养分,A项正确;高温往往使植物叶片变黄、变褐,使气孔导度变小,高温使作物叶绿素降解,光合色素减少,植物叶片捕获光的能力降低,光合作用强度减弱,有机物合成减少,B项正确;持续高温使作物蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫,不利于植物的光合作用,C项正确;光反应生成的是NADPH,D项错误。
5.B　植物不能直接利用农家肥中的有机物,农家肥含有大量微生物和有机物,其分解农家肥产生CO2,可提高大棚中CO2浓度,从而提高农作物的产量,A项错误;适当加大蔬菜的种植密度,可提高蔬菜的产量,但种植蔬菜要合理密植,如果过密,植物叶片就会相互遮挡,并且细胞呼吸消耗的有机物提高,反而会使产量下降,B项正确;阴雨天光合作用较弱,要降低大棚温度,减少细胞呼吸消耗的有机物才有利于有机物的积累,C项错误;虽然色素主要吸收红光和蓝紫光,但是对其他光也有吸收,用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,只允许红光透过,反而会降低蔬菜的光合作用速率,D项错误。
6.B　管状蠕虫和硫细菌共同生活于热液喷口处,适应周围环境,体内的酶最适温度较高,管状蠕虫是异养生物,A项正确,B项错误;硫细菌和蓝细菌均能还原CO2,并制造糖类等有机物,且均以ATP为直接能源物质,C、D两项正确。
7.C　培养过程中需要定时向营养液中通入空气,主要是为根部提供O2,保证根部细胞的有氧呼吸,A项错误;同等强度下植物对红光和蓝紫光的利用率比其他单色光更高,白光中红光和蓝紫光只占一部分,能用于生菜光合作用的有效光弱于红光,B项错误;培养过程中定期更换营养液可以补充无机盐的供应,C项正确;合理地控制温度可以降低生菜的光补偿点、提高光饱和点,进而有利于增产,D项错误。
8.答案 (1)光照强度和温度　细胞质基质和线粒体　(2)不相等　植株在C点和D点时净光合速率相等,而22 ℃时的呼吸速率比17 ℃时大,且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和,所以总光合速率C点小于D点　(3)温度　适当增加光照强度和温度
解析 (1)本实验的目的为研究不同条件对草莓植株光合速率的影响,结合图示的坐标可知,该实验中光照强度和温度是自变量。A点无光照,只进行细胞呼吸,所以产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。(2)植株在C点和D点时净光合速率相等,而22 ℃时的呼吸速率比17 ℃时大,且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和,所以总光合速率C点小于D点。(3)从图中看出,E点后,草莓的CO2吸收量不再增加,此时限制草莓光合速率的环境因素主要是温度;温度升高到22 ℃,CO2的吸收速率增加,随着光照强度的增加,光合作用速率也增加,所以适当增加光照强度和温度可以提高草莓的产量。
9.C　甲植株在A点之前,有光照时便开始光合作用,夏季晴朗的一天大约在早晨4时开始有光照,A项错误;有机物积累量最多是18时,因为18时之前光合速率大于呼吸速率,一直积累有机物,18时之后呼吸速率大于光合速率,开始消耗有机物,B项错误;DE段光合速率下降的原因为光照强度减弱,所以DE段补充光源可增加甲、乙农作物的产量,C项正确;C点光合速率降低是由气孔关闭导致CO2供应不足,即使C点提高环境中CO2浓度,由于气孔关闭,也不能使乙光合作用增强,D项错误。
10.D　本实验的自变量是遮阴情况,因变量包括叶绿素含量、单株光合产量、单株叶光合产量、单株果实光合产量;遮阴条件和不遮阴条件相比,叶绿素含量增加,而其他产量均降低。植物的间种距离影响光照情况,所以不同遮阴处理可模拟花生与其他高秆植物的间种距离,A项正确;遮阴条件下叶绿素含量增加,说明花生植株通过增加叶绿素含量提高吸光能力适应弱光环境,B项正确;与不遮阴相比,遮阴处理植株的单株光合产量、叶光合产量、果实光合产量均下降,则较长遮阴处理下植株可能优先将光合产物分配至根中,C项正确;通过减少其他作物对花生的遮阴时间,获得较高的产量,所以花生也可以进行间种,D项错误。
11.B　夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作用强度明显减弱;夏季中午气温过高,导致光合酶活性降低,呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶),光合作用强度减弱,但此时光合作用强度仍然大于细胞呼吸强度,即细胞呼吸释放的CO2量小于光合作用固定的CO2量;夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合作用强度明显减弱。
12.答案 (1)红光和蓝紫　基质　(2)上层　树冠上层叶片适应光照较强的环境,A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于B叶　(3)光照强度　(4)参与光反应的酶活性下降、CO2供应减少(或气孔开放度减小)　(5)等量的树冠上层叶片、下层叶片及阴生植物叶片
解析 (1)光合作用光反应阶段,类囊体薄膜上的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,暗反应中固定CO2的场所是叶绿体的基质。(2)图中A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于B叶片,树冠上层叶片适应光照较强的环境,说明A表示树冠上层的叶片。(3)光照强度低于1 200 μmol·m-2·s-1时,A叶片光合速率随光照强度增加而增加,说明限制A叶片光合速率的主要因素是光照强度。(4)光照强度超过1 200 μmol·m-2·s-1时,可能会导致参与光反应的酶活性下降,或气孔开放度减小导致CO2供应减少,进而导致B叶片净光合速率下降。(5)研究树冠下层叶片对环境的适应性是否与阴生植物类似,需要取等量的树冠上层叶片、下层叶片及阴生植物叶片,通过色素提取、分离,测定并比较叶绿素b含量。
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