人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化二 光合作用的原理和应用测试题

二十二　光合作用原理的应用

(30分钟　100分)

　　　 　 (50分)

一、选择题(共6题,每题5分,共30分。每题只有1个选项符合题意)

1.冬季,利用温室种植蔬菜时,不利于提高蔬菜作物产量的措施是 (　　)

A.调控昼夜温差  B.阻止空气流通

C.补充人工光照  D.调控温室湿度

【解析】选B。冬季气温低,不利于进行光合作用,温室可以给植物提供适宜的温度进行生长。但是植物在进行光合作用的同时还会进行细胞呼吸,因此适当调控昼夜温差可以使白天光合作用制造更多的有机物,夜间适当低温可以减少有机物的消耗,有利于提高蔬菜作物的产量,A正确;阻止空气流通,使温度内二氧化碳浓度降低,影响光合作用,B错误;补充人工光照可以弥补冬季日照时间短的不足,有利于提高作物产量,C正确;调控温室内的湿度,可以保证植物正常进行蒸腾作用,有利于矿质元素离子的吸收和运输,对于光合作用是有利的,D正确。

2.将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自              (　　)

A.水、矿质元素和空气

B.光、矿质元素和水

C.水、矿质元素和土壤

D.光、矿质元素和空气

【解析】选A。黄瓜幼苗通过光合作用把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,而不少有机物的组成元素还包括植物从土壤中吸收的矿质元素。

3.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.夏季炎热中午,叶片的光合速率往往会暂时下降

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氧气的释放,有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有氧气的释放,A错误;二氧化碳性质不活泼,在暗反应阶段,一个二氧化碳分子被一个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[H]还原,因此二氧化碳不能直接被还原,B正确;夏季炎热中午气孔关闭,影响CO2的吸收使叶片的光合速率暂时下降,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二氧化碳,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D正确。

4.下列不能提高光合作用效率的是 (　　)

A.减少二氧化碳浓度

B.增加二氧化碳浓度

C.在阴天适当补充光照

D.冬天适当提高大棚内的温度

【解析】选A。二氧化碳是绿色植物光合作用的原料,应在一定范围内提高二氧化碳的浓度以提高光合作用的速率,A符合题意,B不符合题意;阴天时适当补充光照可提高光合作用速率,C不符合题意;冬天适当提高大棚内的温度,可提高酶的活性,使光合作用效率提高,D 不符合题意。

5.(2020·湖南合格考)光合作用的原理在生产实践中有许多应用。下列相关叙述错误的是              (　　)

A.温室栽培时,补充红光或蓝紫光可以达到增产的目的

B.温室栽培时,保持昼夜温度相同有利于有机物的积累

C.通过增施农家肥可提高光合速率来增加产量

D.在农作物不同生长时期合理灌溉可提高产量

【解析】选B。由于叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故温室栽培时,补充红光或蓝紫光可以达到增产的目的,A正确;温室内应保持昼夜温度差,夜间适当降低温度,以减少呼吸作用对有机物的消耗,利于有机物的积累,B错误;光合作用的原料是水分和二氧化碳,农家肥经土壤中微生物的分解作用可产生CO2,在一定范围内提高CO2的浓度能提高光合作用的速率,进而提高温室大棚中农作物的产量,C正确;不同种类的植物需水量不同,同一种植物在不同的生长时期需水量不同,故在农作物不同生长时期合理灌溉可提高产量,D正确。

6.下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线,你认为不正确的是 (　　)

【解析】选D。在一定浓度范围内,随CO2浓度的升高,光合作用速率不断升高,达到一定浓度后,再增大CO2浓度,光合作用速率也不再升高,A正确;在一定范围内,光合作用速率随光照强度的增加而增加,达到光饱和点后,再增大光照强度,光合作用速率不再随之增加,相同光照强度下,温度不同,光合作用速率也不相同,B、C正确;温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用,高温使酶失活而导致光合作用强度下降,所以是一条先升高后下降的曲线,D错误。

二、非选择题(共20分)

7.(2022·济南高一检测)如图是适宜条件下光照强度对某植物光合作用速率的影响曲线。回答下列问题:

(1)该植物叶片中光合色素分布在叶绿体的______________上。提取叶绿体中的色素时,为使研磨充分可加入____________________。 

(2)光照强度直接影响光合作用的__________阶段,该阶段产生的________和____________可参与三碳化合物的还原。 

(3)光照强度为B时,该植物的光合作用速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。长期处于该光照强度下,植物________(填“能”或“不能”)正常生长。 

(4)光照强度为D时,叶肉细胞中产生ATP的细胞器有____________________。该光照强度下,适当降低CO2的浓度,C点将________(填“向上”或“向下”)移动。 

 【解析】(1)与光合作用有关的光合色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上;提取叶绿体色素时,加入少许二氧化硅可以使得研磨更充分。

(2)光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段,光照强度直接影响的是光反应阶段;光反应阶段产生的ATP和NADPH用于暗反应阶段三碳化合物的还原。

(3)光照强度为B时,该植物的净光合作用强度为0,则光合作用速率与呼吸作用速率相等,由于没有有机物的积累,因此长期处于该光照强度下,植物不能正常生长。

(4)光照强度为D时,叶肉细胞既可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用,因此其产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体;D点为光饱和点,此时光合作用强度达到最大值,若适当降低CO2的浓度,即CO2供应不足,影响了暗反应的进行,导致光合作用强度下降,因此C点将向下移动。

答案:(1)类囊体薄膜　少量二氧化硅　

(2)光反应　ATP　NADPH　

(3)等于　不能　

(4)叶绿体和线粒体　向下

　　　 　 (30分)

一、选择题(共2题,每题10分,共20分)

8.利用如图实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙述不正确的是 (　　)

A.为了探究 CO2 浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验

B.装置中的碳酸氢钠溶液浓度越大,光合作用有可能越强

C.为了探究光照强度对光合作用的影响,用多套装置平行实验,自变量通过调控装置和光源的距离来控制,因变量可以通过比较同一时间内试管中收集的气体量来表示

D.试管中收集的气体量,代表了叶绿体进行光合作用所制造的氧气总量

【解析】选D。为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,自变量为二氧化碳浓度,因此可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验,A正确;在一定范围内,装置中的碳酸氢钠溶液浓度越大,放出CO2越多,有利于光合作用增强,B正确;为了探究光照强度对光合作用的影响,应该选用多套装置设置不同的距离,自变量通过调控装置和光源的距离来控制,因变量可以通过比较同一时间内试管中收集的气体量来表示,C正确;试管中收集的气体量代表了光合作用释放的氧气量,即光合作用氧气产生量和呼吸作用氧气消耗量的差值,D错误。

9.如图为某种植物在夏季晴天的一昼夜内CO2吸收量的变化情况,下列叙述正确的是              (　　)

A.影响bc段光合作用速率的外界因素只有光照强度

B.ce段下降主要是由气孔关闭造成的

C.ce段与fg段光合速率下降的原因相同

D.该植物进行光合作用的时间区段是bg

【解析】选B。影响bc段光合速率的外界因素主要有光照强度、温度等,A错误;ce段光合作用强度减弱主要是部分气孔关闭,CO2供应减少造成的,B正确;ce段与fg段光合速率下降的主要原因分别是CO2供应减少、光照强度减弱,C错误;由以上分析可知,该植物进行光合作用的时间区段是ah,D错误。

二、非选择题(共10分)

10.将某植物置于密闭的容器中,测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系,结果如图所示。请分析回答下列相关问题:

(1)该实验的自变量是________________,22 ℃时,A点植物产生ATP的细胞器是__________。 

(2)22 ℃时,D点的光照强度下该植物单位时间内光合作用固定的CO2量是________mL。 

(3)据图分析,C、D两点CO2吸收量相同,光合作用合成有机物的量________(填“不同”或“相同”),限制C、E两点光合速率的主要因素分别是______________。 

(4)22 ℃,光照强度长期小于1 klx时该植物能否正常生长?为什么?

________________________________。 

【解析】某植物置于密闭的容器,则CO2的吸收量可表示净光合作用强度,图示表示光照强度和温度对净光合作用强度的影响曲线,A点可表示22 ℃时的呼吸强度,B点时的光照强度表示22 ℃时的光补偿点,E点的光照强度表示该植物在17 ℃时的光饱和点。

(1)由分析可知,该实验是探究光照强度和温度对净光合作用强度的影响,故自变量是光照强度、温度;A点时无光照,该植物只进行呼吸作用,则产生ATP的细胞器是线粒体。

(2)22 ℃时,D点的光照强度下,植物的净光合作用吸收二氧化碳量为22.4 mL,呼吸作用释放二氧化碳量为22.4 mL,故该植物单位时间内光合作用固定的CO2量是净光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放二氧化碳量的和,即22.4+22.4=44.8 mL。

(3)图中C、D两点CO2吸收量相同,表示净光合速率相同,而17 ℃时植物的呼吸速率小于22 ℃时的呼吸速率,因此两点光合作用合成有机物的量(可表示总光合作用强度)不同;C点时没有达到光饱和点,限制光合速率的因素是自变量光照强度,E点时光照强度达到光饱和点,则限制该点光合速率的主要因素是温度,故限制C、E两点光合速率的主要因素分别是光照强度、温度。

(4)22 ℃时,若光照强度长期小于1 klx时,该植物的呼吸速率大于光合速率,有机物不能积累,植物不能正常生长。

答案:(1)光照强度、温度(缺一不可)　线粒体

(2)44.8

(3)不同　光照强度、温度(顺序不可颠倒)

(4)不能。22 ℃,光照强度长期小于1 klx时该植物的呼吸速率大于光合速率,有机物不能积累(合理即可)

　　　 　 (20分)

11.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题:

(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用是__________________________。 

(2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是____________________________(答出1点即可)。 

(3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是____________,选择这两种作物的理由是________________________________。 

　　　　　　【解题指导】

(1)隐含信息:间作的作物要高矮明显,充分利用光照并减少竞争。

(2)选择作物的原则:

①株高较高的植物,其光饱和点要高,充分利用上层的强光。

②株高较矮的植物,其光饱和点要低,充分利用下层的弱光。

【解析】本题主要考查物质跨膜运输、细胞呼吸原理及其在生产中的应用、光合作用原理的应用。

(1)疏松土壤可以增加土壤的含氧量,有利于根细胞的有氧呼吸,促进矿质元素的吸收,还可以促进好氧微生物活动,从而达到增产的目的。

(2)农田施肥时,肥料中的矿质元素只有溶解在水中,以离子形式存在,才能被作物根系吸收。

(3)间作应选取株高较高且光饱和点高的作物,充分利用上层较强的光照,同时选取株高较矮且光饱和点较低的作物,充分利用下层较弱的光照,由表格数据比较可知,作物A株高较高且光饱和点较高,可利用上层光照进行光合作用,作物C株高较低且光饱和点较低,能利用下层的弱光进行光合作用,从而提高光能利用率。

答案:(1)增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用

(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收

(3)A和C　作物A光饱和点高且长得高,可以利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用

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