高中人教版生物必修1同步作业-第五章第四节 光合作用与能量转化（二）（有解析）

第五章 第四节 光合作用与能量转化（二）
单选题
下列关于光合作用发现史的叙述,错误的是（ ）
A.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.希尔反应证明了光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
C.阿尔农发现在光照下叶绿体可合成ATP,而且该过程总是与水的光解相伴随
D.卡尔文通过实验探明了暗反应中从C5到C3再到C5的循环过程
如图为叶肉细胞中光合作用过程的示意图，下列说法错误的是（ ）
A.图中①所示结构是叶绿体的类囊体
B.产生物质A的过程称为水的光解
C.物质B、C分别是C3和C5
D.CO2转化为有机物的途径是反应Ⅱ
下列关于影响光合作用因素的叙述,错误的是（ ）
A.温度能影响光合速率,主要是影响光合作用过程中各种酶的活性
B.CO2参与光合作用的暗反应,其浓度太低会限制光合速率
C.其他条件不变,达到光饱和点时,再增加光照强度不能使光合速率增加
D.除温度、CO2浓度和光照强度外,其他环境因素对光合速率没有影响
4.作用过程包括光反应和暗反应，如图表示光反应与暗反应的关系。据图判断，下列叙述不正确的是（ ）
A．光反应为暗反应提供ATP和NADPH
B．停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C．ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质
D．植物在暗处可大量合成(CH2O)
5.植物进行光合作用时,CO2可与RuBP羧化酶(Rubisco)的活性中心结合,使之催化CO2与C5反应生成1分子不稳定的C6化合物,并立即分解为2分子C3化合物。下列相关分析错误的是（ ）
A.CO2既是Rubisco的底物,又是活性调节物
B.突然降低环境中CO2浓度可使C5含量增多
C.激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH
D.对正常进行光合作用的植物停止光照后,C3的消耗速率和生成速率将会降低
6.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(最适温度、CO2浓度为0.03%)。在B点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。下列分析正确的是（ ）
A.与B点相比,A点叶绿体中的C5含量较高
B.在B点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约A点光合作用的因素主要是CO2浓度
D.若植物缺镁,则C点对应的光合作用速率下降
7.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是（ ）
A.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解
B.c为ATP,f为NADPH
C.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中能检测到18O
D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能
8.如图表示在一定的光照强度和温度下,植物光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况。下列有关说法错误的是（ ）
A.与d点相比,c点时细胞内NADPH的含量较高
B.与a点相比,b点时细胞内的C5含量较低
C.图中c点时光合速率达到最大值
D.图中d点以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度
9.农业生产中的谚语顺口溜都是劳动人民一代代积累的经验,是一种宝贵财富。下列关于生物学原理在农业生产上的应用,叙述正确的是（ ）
A.“春生夏长,秋收冬藏”——“夏长”主要影响因素是光照、温度
B.“正其行,通其风”——能为植物提供更多的光照,提高光合作用效率
C.“地尽其用田不荒,合理密植多打粮”——应尽量加大种植密度,增加农作物产量
D.“人黄有病,苗黄缺肥”——施肥越多越好,有利于植物合成叶绿素进行光合作用
10.下列有关化能合成作用的叙述,正确的是（ ）
①不利用光能　②利用环境中物质氧化释放的能量　③在叶绿素作用下　④将H2O和CO2合成有机物　⑤储能不多,对自然界作用不大　⑥属于异养型
A.①②④ B.①②③ C.①④⑤ D.②④⑥
多选题
11.夏季晴朗的白天,某些植物10时左右光合作用强度达到峰值,但在中午12时左右光合作用强度相对减弱,被称为“光合午休”现象。下列关于该现象中的变化的叙述,错误的是（ ）
A.叶片蒸腾作用过强,失水过多使气孔部分关闭,这是植物的一种自我保护
B.光合酶活性降低,光合作用固定的CO2量小于细胞呼吸释放的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素会被强光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.该过程中光反应产物会有所积累,进而导致叶片转化光能的能力有所下降
12.某科研小组为研究高温对植物光合速率的影响，将甲、乙两种植物从25℃环境移入40℃环境中培养，测得相关数据如图1所示。图2表示在25 ℃环境中,光照强度对这两种植物光合速率的影响。下列叙述错误的是（ ）
A.40 ℃对甲植物光反应的影响比暗反应更大
B.40 ℃时乙植物的光能捕获率大于甲植物
C.25 ℃环境中两种植物的光补偿点不同、光饱和点相同
D.25 ℃时,光照强度从D降为C,乙植物叶肉细胞三碳化合物合成速率保持稳定
非选择题
13.如图是光合作用过程的图解。请据图回答下列问题：
(1)图中Ⅰ和Ⅱ分别表示光合作用过程的__________和__________阶段，发生的场所分别是____________、__________；光合作用过程中能量的转化过程是由_______转化为__________________，再转化为__________________________。
(2)图中①③代表的物质分别是________、________。
(3)图中B过程表示______________,若光照突然停止，则短时间内叶绿体中C3的含量会_______。
(4)夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔导度减小，图中______过程首先受到影响，导致光合作用强度减弱。
14.重金属不易被生物体排出,一旦摄入则常常在体内积累,对机体造成损伤。已知P、S是植物光合作用相关的重要组成元素,且对植物抵抗非生物胁迫有重要作用。科研人员尝试通过叶面喷施P、S,观察水稻在不同程度镉(Cd)胁迫下的净光合作用速率及气孔导度的变化,结果如图。回答下列问题:
(1)根据题图实验结果分析,随着Cd浓度的逐渐上升,水稻净光合作用速率逐渐________,这可能与Cd限制了光合作用中的_______________阶段有关。
(2)根据图中数据可推测,在Cd浓度较低的情况下,叶面喷施P、S能减缓水稻因Cd胁迫引起的_________________,使其吸收______的能力上升,从而对水稻的光合系统起到一定的保护作用,但浓度过高时该保护作用逐渐趋于无效。
(3)已知Cd对植物的光合色素及类囊体结构具有破坏作用。据此可进一步推测,Cd使水稻净光合作用速率下降的原因可能还有:
①___________________________________________________________________________________________________________________________________________;②___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
15.下图是夏季晴朗的白天，某农作物植株叶片光合作用强度和呼吸作用强度的变化曲线图。回答下列问题： (1)光照条件下，根细胞产生ATP的场所是______________________________。
(2)据图分析，该农作物一天中积累有机物最多的点是________（用图中字母表示）点。与B点相比，C点时C3的合成速率_________（填“上升”、“下降”或“不变”）。
(3)该整株农作物中午12时的净光合作用强度无法判断，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)我国传统农业非常重视一年多茬种植和间作套种，这样可提高产量，原因是多茬和间作套种有利于提高_____________________________________________。
1.答案　B
解析　希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下可以释放氧气,仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解,产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移,B错误。
2.答案　C
解析　物质B、C分别是C5和C3,C错误。
3.答案　D
解析　光合作用过程中各种酶的活性受温度影响,A正确;CO2是暗反应的原料,浓度太低会影响暗反应速率,进而影响光合速率,B正确;达到光饱和点时,再增加光照强度不能使光合速率增加,此时限制光合作用的因素可能为温度、CO2浓度等,C正确;除温度、CO2浓度和光照强度外,水分和无机盐等环境因素对光合速率也有影响,D错误。
4.答案　D
解析　植物在暗处，由于没有光照，产生的ATP和NADPH不足，导致暗反应产生的(CH2O)减少，D错误
5.答案　C
解析　突然降低环境中CO2浓度,CO2固定速率减慢,消耗的C5减少,而短时间内C3还原生成C5的速率不变,故C5含量会增多,B正确;激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提供ATP和NADPH,NADPH、ATP用于C3的还原阶段,C错误;对正常进行光合作用的植物停止光照后,光反应停止,无NADPH、ATP生成,暗反应速率降低,C3的消耗速率和生成速率均会降低,D正确。
6.答案　D
解析　与B点相比,A点时光照较弱,光反应产生的ATP和NADPH较少,导致暗反应的C3还原过程较弱,叶绿体中的C5含量较低,A错误;图示曲线为最适温度下的曲线,在B点时,升高温度会导致曲线Ⅰ下降,B错误;A点时光合作用速率随光照强度增加而增加,制约A点光合作用的因素主要是光照强度,C错误;镁参与叶绿素的合成,若植物缺镁,叶绿素含量降低,光能吸收减少,C点对应的光合作用速率下降,D正确。
7.答案　B
解析　图中a~g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH、NADP+、CO2,过程①~⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成,A正确,B错误；将氧气中氧原子用18O标记，氧气首先参与有氧呼吸生成水，该水分子可以参与有氧呼吸第二阶段，此时氧元素将转移到二氧化碳中，然后含放射性的二氧化碳参与光合作用，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O，C正确；图中a物质表示色素，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在ATP中，D正确。
8.答案　C
解析　与d点相比,c点时细胞内CO2浓度低,CO2固定产生的C3少,需要的NADPH少,因此细胞内积累NADPH的含量较高,A正确;与a点相比,b点时细胞内的CO2浓度高,CO2固定消耗的C5多,因此细胞内的C5含量较低,B正确;图中纵轴代表光合作用增长速率,虽然c点-d点增长速率在不断下降，d点之前光合速率一直在增长,因此d点时光合速率最大,C错误;横坐标表示CO2浓度,d点时光合速率不再随着CO2浓度的升高而加快,说明d点时CO2不再是限制因素,此时限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度,D正确。
9.答案　A
解析　“正其行,通其风”能为植物提供更多的二氧化碳,提高光合作用效率,B错误;合理的农作物种植密度有利于增产,原因是合理密植可以提高光等资源的利用率,即种植密度不能过大,C错误;对农作物施肥过多,可能会导致土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度,植物细胞过度失水甚至死亡,D错误。
10.答案　A
解析　进行化能合成作用的生物利用环境中物质氧化释放的能量将H2O和CO2等无机物合成有机物,体内不含叶绿素等光合色素,不能利用光能,①②④正确,③错误;化能合成作用虽然储能不多,但对自然界也有一定的作用,能进行该作用的生物属于自养型,⑤⑥错误。
11.答案　BC
解析　夏季中午光合作用强度相对减弱,但此时光合作用强度仍然大于细胞呼吸强度,B错误;光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,C错误;夏季中午气孔部分关闭,吸收的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物有所积累,进而导致叶片转化光能的能力有所下降,D正确。
12.答案　BC
解析　据图1分析,40 ℃时甲植物的光能捕获率大幅度下降,而其气孔导度下降幅度不大,因此,40 ℃对甲植物光反应的影响比暗反应更大,A正确;据图1分析,40 ℃时甲植物的光能捕获率下降幅度大于乙植物,但是此时乙植物的光能捕获率不一定大于甲植物,B错误;25 ℃环境中两种植物的光补偿点相同,光饱和点不同,C错误;据图2分析,在25 ℃环境中,乙植物在C点时已经达到了光饱和点,因此当光照强度从D降为C,乙植物叶肉细胞三碳化合物合成速率保持稳定,D正确。
13.答案 (1)光反应　暗反应　类囊体薄膜　叶绿体基质　光能　ATP、NADPH中活跃的化学能　有机物中稳定的化学能　(2)O2、ATP　(3)C3的还原　增加　(4)Ⅱ(或A)
14.答案　(1)下降　暗反应(CO2的固定)　(2)气孔导度的下降　CO2　(3)①Cd破坏了水稻的光合色素,使光合色素含量减少,吸收光能的能力下降,光反应速率下降　②Cd破坏了类囊体的结构,无法为光合色素及相关的酶提供充足的附着位点,限制了光反应的进行,从而使净光合作用速率下降
解析　(1)据题图可知,与对照相比,Cd处理组的净光合速率和气孔导度均降低,而气孔导度主要与CO2的吸收有关,故推测随着Cd浓度的逐渐上升,水稻净光合作用速率逐渐下降的原因可能与Cd限制了光合作用暗反应阶段CO2的固定有关。(2)分析题图可知,与高浓度Cd相比,在较低的Cd浓度下,叶面喷施P、S后气孔导度和净光合速率下降均不是很明显,说明在Cd浓度较低的情况下,叶面喷施P、S能减缓水稻因Cd胁迫引起的气孔导度的下降,使其吸收CO2的能力上升,从而对水稻的光合系统起到一定的保护作用。(3)叶绿体的类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,其上有色素和相关的酶,已知Cd对植物的光合色素及类囊体结构具有破坏作用,据此推测Cd使水稻净光合作用速率下降的原因可能还有:①Cd破坏了水稻的光合色素,使光合色素含量减少,吸收光能的能力下降,光反应速率下降;②Cd破坏了类囊体的结构,无法为光合色素及相关的酶提供充足的附着位点,限制了光反应的进行,从而使净光合作用速率下降。
15.答案 (1)细胞质基质、线粒体
(2) E 下降
(3)该整株农作物的净光合作用强度等于叶片光合作用强度减去整株农作物的呼吸作用强度，图中曲线仅显示了该农作物的叶片的呼吸作用强度大小（农作物的非叶片部分的呼吸作用强度未知）
(4)单位土地面积的光能（或空间或资源）利用率
解析（1）根细胞中没有叶绿体，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。故光照条件下，根细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
（2）分析题图：AB段：随光照强度的增强，光合作用强度增大；BC段：由于夏季中午气温较高，导致植物的蒸腾作用强烈，部分气孔关闭，降低了二氧化碳的吸收量，使光合作用强度下降；DE段：随光照强度的减弱，光合作用强度逐渐降低。由于在图示时间范围内，光合作用始终大于呼吸作用，故该农作物经过一天的光合作用和呼吸作用，在E点时积累的有机物最多。与B点相比，C点时植株的部分气孔关闭，导致暗反应的原料CO2减少，故C3的合成速率下降。
（3）由于图示为“某农作物植株叶片光合作用强度和呼吸作用强度的变化曲线图”，该整株农作物的净光合作用强度等于叶片光合作用强度减去整株农作物的呼吸作用强度，图中曲线仅显示了该农作物的叶片的呼吸作用强度大小（农作物的非叶片部分的呼吸作用强度未知），故该整株农作物中午12时的净光合作用强度无法判断。
（4）多茬和间作套种有利于提高单位土地面积的光能（或空间或资源）利用率，以可提高农作物的产量。