2024-2025学年高一生物必修第一册（人教版）课时跟踪检测（二十三） 光合作用原理的应用

8/8课时跟踪检测（二十三）光合作用原理的应用[理解·巩固·落实]1．判断下列有关叙述的正误(1)影响光合作用强度的外界因素有CO2浓度、温度、光照强度等。()(2)CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的。()(3)光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置间的距离来调节光照强度。()(4)探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行呼吸作用产生的二氧化碳导致的。()答案：(1)√(2)√(3)√(4)×2．光合作用强度可以用多种指标表示，以下不适合的是()A．植物体鲜重增加量 B．植物体干重增加量C．O2释放量 D．CO2吸收量解析：选A植物光合作用消耗CO2，产生有机物和O2，因此，光合作用强度的指标可以是B、C、D选项中的指标。植物体鲜重增加量主要是水分的增加，不能作为光合作用强度的指标。3．硝化细菌将CO2和水合成糖类，其能量来自()A．光能 B．电能C．化学能 D．生物能解析：选C硝化细菌利用将NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量将CO2和水合成糖类。4．下列有关化能合成作用与光合作用的叙述，正确的是()A．进行光合作用的生物是自养型生物，进行化能合成作用的生物是异养型生物B．化能合成作用需要CO2和H2OC．进行化能合成作用的生物可以是硝化细菌、大肠杆菌D．硝化细菌能将NH3氧化并利用其释放的能量将NH3转化为有机物解析：选B进行化能合成作用的生物是自养型生物，A错误；化能合成作用需要CO2和H2O，B正确；大肠杆菌为异养型生物，C错误；硝化细菌能将NH3氧化并利用其释放的能量将CO2和H2O合成糖类，D错误。5．绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是()A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度解析：选A弱光条件下植物没有O2的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有O2的释放，A错误；CO2性质不活泼，在暗反应阶段，一个CO2分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原，因此CO2不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。6．科学家提取植物细胞中的叶绿体，将叶绿体膜破坏，分离出基质和基粒，用来研究光合作用的过程(如下表，表中“＋”表示有或添加，“－”表示无或不添加)。下列条件下能产生葡萄糖的是()选项场所光照CO2ATPNADPHC5A基质－＋－＋＋B基粒＋＋－－＋C基质和基粒－＋－－－D基质和基粒＋＋－－＋解析：选D光合作用分光反应和暗反应两大阶段，光反应在基粒上进行，需要光照；暗反应进行时需要光反应提供NADPH和ATP，需要叶绿体基质中的C5和大气中的CO2参与，只有D项符合产生葡萄糖的条件。7．图甲所示为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用注射器抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是()A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B．在bc段，单独增加光照、提高温度或提高CO2浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间C．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行细胞呼吸D．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降解析：选D据图分析，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强，单位时间内释放的氧气量增多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A错误；在bc段，已经达到二氧化碳饱和点，此时限制光合作用的因素不再是二氧化碳浓度，单独增加CO2浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，因不知在实验过程中是否提供最适光照强度和温度，所以在bc段，单独增加光照或提高温度，不一定可以缩短叶圆片上浮的时间，B错误；虽配制的NaHCO3溶液中不含氧气，但随着光合作用的进行叶圆片会释放氧气，所以整个实验过程中叶圆片能进行细胞呼吸，C错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，单位时间内产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，D正确。8．如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是()A．曲线a→b点，叶绿体中C3浓度降低B．b→d点，叶绿体中C5浓度升高C．曲线a→b点，叶绿体中C5生成速率降低D．d点时，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等解析：选C曲线中a→b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应中C3还原，导致叶绿体中C3浓度降低；曲线中b→d点时，CO2浓度降低，CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱，因此叶绿体中C5浓度升高；曲线中a→b点时，光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP增加，促进暗反应中C3还原，导致叶绿体中C3浓度降低，相对应的C5生成速率升高；曲线中d点为光饱和点，限制光合速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等。9．在温度适宜的条件下，测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量，结果如下表。下列有关叙述正确的是()光照强度/klx02.04.06.08.010.0CO2吸收量/(mg·100cm－2·h－1)－4.004.08.010.010.0A.该植物叶片在光照强度小于2.0klx的条件下，不进行光合作用B．光照强度为6.0klx时，植物叶片合成葡萄糖的量为12mg·100cm－2·h－1C．光照强度为8.0klx时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度D．光照强度为10.0klx时，该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变解析：选C分析表格数据可知，当光照强度为2.0klx时，测得叶片CO2吸收量为0，说明此光照强度下光合速率等于呼吸速率，即光照强度小于2.0klx的条件下植物能进行光合作用；光照强度为6.0klx时，植物叶片共消耗CO2为12mg·100cm－2·h－1，根据光合作用生成葡萄糖的总反应式：消耗6molCO2生成1molC6H12O6，故合成葡萄糖的量为(12×180)÷(6×44)≈8.2(mg·100cm－2·h－1)；光照强度为8.0klx时，植物光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度；植物如果缺镁会影响叶绿素的合成，使光反应强度降低，从而影响暗反应。10．(2022·全国甲卷)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________(答出3点即可)。(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是__________________________________(答出1点即可)。(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段的产物有O2、NADPH和ATP。(2)叶片光合作用产物一部分用来供自身呼吸消耗。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少。由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。答案：(1)O2、NADPH和ATP(2)自身呼吸消耗(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，干旱条件下CO2吸收减少，胞间CO2浓度较低，C4植物受到影响较小11．景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，如图1所示；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图2所示。十字花科植物B的CO2同化过程如图3所示，请回答下列问题：(1)植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是________________________________________________________________________________________________________，白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有____________________和__________________。(2)在上午10：00时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量变化的差异是____________________________。(3)植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的，推测植物A生活的环境可能是___________。解析：(1)夜晚时没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、NADPH，因此植物A夜晚不能合成(CH2O)。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于植物A进行光合作用，同时细胞呼吸产生的CO2也能用于光合作用。(2)由于植物A的CO2是由细胞内部提供，故与环境中二氧化碳浓度无关，因此没有变化；而植物B细胞吸收的CO2减少，C3的合成量减少，同时C3被还原成C5和(CH2O)的速率基本不变，因此细胞的叶绿体中C3含量减少。(3)由题意可知植物A夜晚气孔开放，白天气孔关闭，推测其生活环境的特点可能是炎热干旱。答案：(1)没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、NADPH苹果酸经脱羧作用释放细胞呼吸产生(2)植物A基本不变，植物B下降(3)炎热干旱[迁移·应用·发展]12．将某绿色植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在6时移至阳光下，日落后移到暗室中，持续测量两种气体的相对含量，变化情况如下图所示(两条曲线在20时前沿水平虚线上下对称)。下列有关叙述中正确的是()A．只有在10时光合作用速率＝细胞呼吸速率B．在9～16时，光合作用速率>细胞呼吸速率，O2浓度不断上升C．该植物体内17时有机物积累量<19时有机物积累量D．该植物从20时后仍只进行有氧呼吸解析：选B分析题图可知，光合作用速率与细胞呼吸速率相等的点是氧气增加为0(或二氧化碳减少为0)点，即8时、17时光合作用速率＝细胞呼吸速率，A错误；分析题图曲线可知，在9～16时，氧气浓度不断上升，二氧化碳浓度不断下降，光合作用速率大于细胞呼吸速率，B正确；分析题图曲线可知，8时以后至17时以前，光合作用速率大于细胞呼吸速率，到17时植物体内有机物积累量最大，17时以后，光合作用速率小于细胞呼吸速率，植物体内的有机物减少，C错误；分析题图曲线可知，20时以后二氧化碳增加的相对值大于氧气减少的相对值，说明植物细胞呼吸吸收的氧气量小于产生的二氧化碳量，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。13.如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述正确的是()A．直接测定植株总光合速率时，小烧杯的液体应为NaHCO3溶液B．测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为NaOH溶液C．测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水D．测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行解析：选D图示装置不能直接测定总光合速率，A错误；如果要测定植株的净光合速率，则应在光下进行，且烧杯内的液体应为清水，B错误；如果要测定植株的呼吸速率，则烧杯内的液体应为NaOH溶液，C错误；由于光合作用能产生氧气，所以测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行，D正确。14．(2023·广东高考)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)水稻材料叶绿素/(mg/g)类胡萝卜素/(mg/g)类胡萝卜素/叶绿素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析图表，回答下列问题：(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和________________________，叶片主要吸收可见光中的________光。(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和____________。(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________，是其高产的原因之一。(4)试分析在0～50μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题__________________________________________________________________。解析：(1)据表格信息可知，与野生型水稻相比，黄绿叶突变体(ygl)的叶绿素含量低，类胡萝卜素/叶绿素的值较高，导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收