高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 光合作用将光能转化为化学能第2课时课时练习

这是一份高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 光合作用将光能转化为化学能第2课时课时练习，共8页。试卷主要包含了在CO2浓度为0等内容，欢迎下载使用。

合格考过关检验
1.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,下图表示30 ℃时光合速率与光强度的关系。若温度降到25 ℃(原光强度和CO2浓度不变),理论上,图中相应点A、B、D的移动方向分别是( )
A.下移、右移、上移
B.下移、左移、下移
C.上移、左移、上移
D.上移、右移、上移
答案C
解析图中A、B、D三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合速率。由于植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃ 和30℃,当温度由30℃降到 25℃时,细胞呼吸强度降低,光合速率增大,A点上移,D点上移。B点时光合速率=细胞呼吸速率,在25℃时细胞呼吸速率降低,在除光强度外其他条件不变的情况下,要使光合速率仍然与细胞呼吸速率相等,需降低光强度以使光合速率减弱,即B点左移。
2.在CO2浓度为0.035%和适宜恒温条件下,测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率,结果如下图所示。据图分析下列叙述正确的是( )
A.若降低CO2浓度,D点将向右上方移动
B.限制植物乙D点光合作用的因素为CO2浓度和温度
C.C点时,甲、乙两种植物合成有机物的速率相等
D.B点时,限制甲、乙两种植物光合作用的主要因素不同
答案D
解析若降低CO2浓度,光合速率下降,D点将向左下方移动,A项错误。D点时植物乙达到光饱和点,因此光强度不再是限制因素,而题中又提出“适宜恒温条件”,因此此时限制植物乙的光合速率的主要环境因素是CO2浓度,B项错误。C点时,两条曲线相交于一点,表示植物甲、乙的净光合速率相等,而由于两植物的呼吸速率不相等,故它们的真正光合速率不相等,即合成有机物的速率不相等,C项错误。B点时,植物甲已经达到光饱和点,此时限制光合作用的主要因素是CO2浓度,而植物乙没有达到光饱和点,其主要限制因素是光强度,D项正确。
3.下列关于光合作用和呼吸作用在生产和生活中的应用,不合理的是( )
A.施含N、Mg等的无机肥,有利于叶绿素的合成,有利于提高光合能力
B.施农家肥,可提高大棚中CO2的浓度,有利于提高农产品的产量
C.酸菜易保存的原因是酵母菌产生的乳酸抑制了其他微生物的生长
D.慢跑、打太极等运动可避免肌肉细胞内积累乳酸,防止肌肉酸痛
答案C
解析叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg等,A项正确。农家肥富含有机物,有机物在土壤微生物的作用下生成CO2、无机盐和水等,可提高大棚中CO2的浓度,有利于光合作用合成有机物,B项正确。酸菜易保存的原因是乳酸菌产生的乳酸抑制了其他微生物的生长,C项错误。慢跑、打太极等运动能够保证细胞充足的能量供应,不会进行厌氧呼吸生成大量乳酸,D项正确。
4.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,结果见下表。分析表中数据,下列推论错误的是( )
A.光强度为1 klx时,光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光强度为2 klx时,该植物的光合速率不为零
C.光强度由5 klx增强到7 klx时,叶肉细胞中三碳酸合成速率增大;而由7 klx增强到8 klx时,叶肉细胞中三碳酸合成速率减小
D.光强度为9 klx时,叶绿体中色素含量是限制植物光合速率的内因之一
答案C
解析由题表可知,本实验的自变量为光强度,因变量为密闭装置中CO2的变化量。表格中测得的CO2变化量表示净光合速率。光强度为1klx时,容器内CO2增多是因为呼吸速率大于光合速率,A项正确。随着光强度的增强,光合作用吸收的CO2量逐渐增大,因此装置中CO2量越来越少,当光强度为2klx时,CO2变化量为0,说明光合作用强度等于呼吸作用强度,故此时该植物的光合速率不为零,B项正确。光强度由5klx增强到7klx时,CO2吸收量增加,因此叶肉细胞中三碳酸合成速率增大;光强度由7klx增强到8klx时,CO2吸收量增加,叶肉细胞中三碳酸合成速率也增大,C项错误。光强度由8klx增强到10klx时,CO2变化量相同,此时光合作用达到饱和点,限制植物光合速率的内因有色素的含量、酶的数量等,D项正确。
5.将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如下图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的CO2量表示。下列叙述正确的是( )
A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大
C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对应的关系相似
D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中AB段对应的关系相似
答案A
解析测得的植物叶片的光合速率是叶片的真正光合速率减去叶片的呼吸速率,而分离得到的叶绿体的光合速率,就是真正光合速率,A项正确。破碎叶绿体,其叶绿素释放出来, 导致消耗CO2减少,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏小,B项错误。若该植物较长时间处于遮阴环境,光照不足,光反应减弱,影响碳反应速率,蔗糖合成一直较少,C项错误。若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣,在叶片内积累,光合速率下降,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对应的关系相似,D项错误。
6.为研究草甘膦(一种除草剂)对入侵植物加拿大一枝黄花的防治效果以及对本土植物白茅的影响,某研究团队在单种与混种两种情况下,对加拿大一枝黄花和白茅施以不同浓度的草甘膦,并测定各组的净光合速率(净光合速率=真正光合速率-呼吸速率),结果如下图所示(其中P组净光合速率为0)。
据图分析,下列叙述错误的是( )
A.草甘膦浓度为0.6 mL/L时,单种与混种情况下白茅净光合速率的下降量相同
B.P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶
C.实验中,受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花
D.根据实验结果推测,草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点
答案A
解析由题图可知,草甘膦浓度为0.6mL/L时,单种和混种情况下白茅净光合速率直方图高度相等,但两者纵坐标大小存在差异,A项错误。P组净光合速率为0,说明光合速率等于呼吸速率,此时产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶,B项正确。图中受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花,C项正确。在草甘膦处理下,净光合速率均比不处理时低,说明草甘膦可能会降低两种植物的光合速率,即降低两种植物的光饱和点,D项正确。
7.科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题。
图1
图2
(1)提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入装有95%的酒精的试管中,并加入适量碳酸钙,以防止 降解。长时间浸泡在95%的酒精中的果肉薄片会变成白色,原因是 。若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以 为纵坐标。
(2)将图1所示的装置置于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,单位时间内氧电极检测到的O2浓度 (填“高于”“等于”或“低于”)单色光下的O2浓度。此外,还可以通过改变 来改变氧电极检测到的数据。
(3)图2中,若5~15 min内光照、温度均保持恒定,容器内O2增加的速率逐渐减小,最可能的原因是 。猕猴桃果肉在5~15 min内光合作用的平均速率(用O2产生量表示)是 ml/min。
答案(1)色素 光合色素溶解在酒精中 光的吸收率
(2)高于 CO2(NaHCO3)浓度
(3)光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度(CO2浓度)下降,光合速率逐渐下降,而呼吸速率无显著变化 6×10-8
解析(1)提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入装有95%的酒精的试管中,并加入适量碳酸钙,以防止色素降解。长时间浸泡在95%的酒精中的果肉薄片会变成白色,原因是光合色素溶解在酒精中。若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以光的吸收率为纵坐标,以光的波长为横坐标。(2)多种可见光能用于光合作用,但叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。将图1所示的装置置于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,则果肉薄片可接收到多种单色光,因此单位时间内氧电极检测到的O2浓度高于单色光下的O2浓度。此外,一定范围内,升高CO2浓度可增强光合作用,故通过改变CO2浓度(NaHCO3浓度)可以改变氧电极检测到的数据。(3)图2中,若5~15min内光照、温度均保持恒定,容器内O2增加的速率逐渐减小,最可能的原因是光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度(CO2浓度)下降,光合速率逐渐下降,而呼吸速率无显著变化。由图2可知,黑暗条件下猕猴桃果肉细胞呼吸速率(用O2消耗量表示)为(5×10-7ml-4×10-7ml)÷5min=2×10-8(ml/min),光照条件下猕猴桃果肉在5~15min 内净光合作用的平均速率(用O2产生量表示)是(8×10-7ml-4×10-7ml)÷(15min-5min)=4×10-8(ml/min),真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此猕猴桃果肉在5~15min内光合作用的平均速率(用O2产生量表示)是4×10-8ml/min+2×10-8ml/min=6×10-8(ml/min)。
等级考素养提升
1.某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长,作为对照组,另外4组在人工气候室中生长,作为实验组,其他条件相同且适宜。测定中午12:30时各组叶片的净光合速率,各组实验处理及结果如下表所示。下列有关叙述正确的是( )
A.中午对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是温度
B.增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度
C.若适当提高实验组4的环境湿度能提高小麦的光合速率
D.若给小麦提供C18O2,产生的O2中不可能含有18O
答案B
解析由题表可知,中午对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度,A项错误。由题表可知,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度,B项正确。根据实验结果不能确定适当提高实验组4的环境湿度是否能提高小麦的光合速率,C项错误。若给小麦提供C18O2,则C18O2在碳反应阶段转变为含18O的三碳糖,三碳糖经一系列转变后参与细胞呼吸产生O,O又可在光反应阶段裂解产生18O2,所以一段时间后产生的O2中可能含有18O,D项错误。
2.下图表示甲、乙两种植物在适宜温度下的CO2吸收速率随着光强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.对于植物甲,光强度从X变成Y的短时间内,三碳酸的还原速率上升,五碳糖含量上升
B.如果温度升高,M点将向右下方移动
C.当平均光强度在X和Y之间(每日光照12 h)时,植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲增加,乙减少
D.将甲、乙放入密封的瓶子中,持续给予Y强度的光照,甲的质量先上升后下降,乙的质量一直上升且上升速率持续减小
答案A
解析对于植物甲,光强度从X变成Y的短时间内,光反应增强,产生的ATP和NADPH增多,促进碳反应中三碳酸的还原,因此三碳酸的还原速率上升,五碳糖含量上升,A项正确。该曲线是在适宜温度条件下测得的,因此如果温度升高,总光合速率会下降,因此M点将向左下方移动,B项错误。由题图可知,当平均光强度在X和Y之间时,植物甲净光合速率小于2,白天积累的有机物少于夜间消耗的有机物,一昼夜中有机物积累量的变化是减少;植物乙净光合速率大于1,白天积累的有机物多于夜间消耗的有机物,因此一昼夜中有机物积累量的变化是增加,C项错误。将甲、乙放入密封的瓶子中,持续给予Y强度的光照,由于瓶子中的CO2是有限的,因此甲和乙的质量均是先上升后保持相对稳定,D项错误。
3.在正常与遮光条件下给不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如下图所示。下列与本实验相关的叙述,错误的是( )
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强度对不同发育时期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
答案C
解析CO2被固定形成三碳酸,进而被还原为光合产物,该过程是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A项正确。由题图可知,在该植物生殖器官发育早期,营养器官中含14C量的比例较高,说明此时期光合产物大部分被分配到营养器官,B项正确。由题图可知,遮光70%条件下,在生殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C项错误。由题干和题图可知,本实验研究了光强度对不同发育时期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D项正确。
4.(2021年浙江选考)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图所示,图中的绿藻质量为鲜重。回答下列问题。
甲
乙
(1)实验中可用 溶液提取光合色素。由图甲可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较 ,以适应低光强环境。由图乙可知,在 条件下温度对光合速率的影响更显著。
(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种 反应。光反应的产物有 和O2。
(3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率 ,理由是 。
(4)绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μml/(g·h),则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成 μml的三碳酸。
答案(1)95%的酒精 高 高光强
(2)吸能 ATP、NADPH
(3)小 绿藻放氧速率等于光反应产生O2的速率减去细胞呼吸消耗O2的速率
(4)360
解析(1)实验中可用95%的酒精提取光合色素。由图甲可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较高,以增强吸收光能的能力,从而以适应低光强环境;由图乙可知,相同温度下,高光强的放氧速率更大,因此在高光强条件下,温度对光合速率的影响更显著。(2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应需要消耗太阳能,光反应是一种吸能反应;光反应过程包括水的裂解(产生NADPH和O2)和ATP的合成,因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率,绿藻放氧速率等于光反应产生O2的速率减去细胞呼吸消耗O2的速率,因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率小。(4)由图乙可知,绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μml/(g·h),绿藻放氧速率为150μml/(g·h),光合作用产生的O2速率为180μml/(g·h),因此每克绿藻每小时光合作用消耗的CO2为180μml,因为1分子的CO2与1个五碳糖结合形成2分子三碳酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180×2=360(μml)的三碳酸。
5.某研究小组利用金鱼藻设置多组分组实验探究环境因素对光合作用的影响,有关研究结果如下图所示(注:表观光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内释放到外界的O2量)。
图1
图2
图3
请回答下列问题。
(1)该研究探讨了 对金鱼藻 的影响。实验分组时,每组金鱼藻的量要相等,其目的是 。
(2)该研究中表观光合速率达到最大时的光强度为 lx。若光强度继续增大,光合速率也不再增加,此时限制光合速率的内部因素可能有 。
(3)若NaHCO3质量浓度由30 mg/L降为25 mg/L,短时间内叶绿体中ATP和NADPH含量将 。
(4)该研究中表观光合速率随pH的变化而变化的主要原因是 。
答案(1)光强度、NaHCO3质量浓度(或CO2浓度)、pH
表观光合速率 控制无关变量
(2)1.25×104 色素含量、酶的数量和活性
(3)减少
(4)酶活性受pH的影响
解析(1)由题图可知,该研究探讨了光强度、NaHCO3质量浓度(或CO2浓度)、pH对金鱼藻表观光合速率的影响;每组金鱼藻的量属于无关变量,所以实验分组时,每组金鱼藻的量要相等,目的是控制无关变量。(2)由图1可知,该研究中表观光合速率达到最大时的最低光强度为1.25×104lx;若光强度继续增大,光合速率也不再增加,此时限制光合速率的内部因素可能有色素含量、酶的数量和活性。(3)实验中NaHCO3的作用是为金鱼藻的光合作用提供CO2。由图2可知,NaHCO3质量浓度达到20mg/L时,表观光合速率达到最大值,超过该点之后,表观光合速率随NaHCO3质量浓度增大而减小,说明过高的NaHCO3质量浓度对表观光合速率起抑制作用。NaHCO3质量浓度由30mg/L降为25mg/L,表观光合速率增大,说明光合作用能利用较多的CO2,生成较多的三碳酸,进而使消耗的ATP和NADPH增加,而光反应产生ATP和NADPH的速率基本不变,所以短时间内叶绿体中ATP和NADPH的含量将减少。(4)表观光合速率可随pH的变化而变化,其主要原因是酶活性受pH的影响。光强度/klx
1
2
3
5
7
8
10
+2
0
-2
-6
-10
-12
-12
组别
对照组
实验组1
实验组2
实验组3
实验组4
温度/℃
36
36
36
31
25
相对湿度/%
17
27
52
52
52
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7