2024-2025學(xué)年高一生物必修第一冊(cè)（人教版）課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三） 光合作用原理的應(yīng)用

8/8課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）光合作用原理的應(yīng)用[理解·鞏固·落實(shí)]1．判斷下列有關(guān)敘述的正誤(1)影響光合作用強(qiáng)度的外界因素有CO2濃度、溫度、光照強(qiáng)度等。()(2)CO2濃度是通過(guò)影響暗反應(yīng)過(guò)程來(lái)影響光合作用的。()(3)光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)裝置間的距離來(lái)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。()(4)探究實(shí)驗(yàn)中，小圓形葉片浮起的原因是葉片進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳導(dǎo)致的。()答案：(1)√(2)√(3)√(4)×2．光合作用強(qiáng)度可以用多種指標(biāo)表示，以下不適合的是()A．植物體鮮重增加量 B．植物體干重增加量C．O2釋放量 D．CO2吸收量解析：選A植物光合作用消耗CO2，產(chǎn)生有機(jī)物和O2，因此，光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)可以是B、C、D選項(xiàng)中的指標(biāo)。植物體鮮重增加量主要是水分的增加，不能作為光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)。3．硝化細(xì)菌將CO2和水合成糖類，其能量來(lái)自()A．光能 B．電能C．化學(xué)能 D．生物能解析：選C硝化細(xì)菌利用將NH3氧化成亞硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所釋放的能量將CO2和水合成糖類。4．下列有關(guān)化能合成作用與光合作用的敘述，正確的是()A．進(jìn)行光合作用的生物是自養(yǎng)型生物，進(jìn)行化能合成作用的生物是異養(yǎng)型生物B．化能合成作用需要CO2和H2OC．進(jìn)行化能合成作用的生物可以是硝化細(xì)菌、大腸桿菌D．硝化細(xì)菌能將NH3氧化并利用其釋放的能量將NH3轉(zhuǎn)化為有機(jī)物解析：選B進(jìn)行化能合成作用的生物是自養(yǎng)型生物，A錯(cuò)誤；化能合成作用需要CO2和H2O，B正確；大腸桿菌為異養(yǎng)型生物，C錯(cuò)誤；硝化細(xì)菌能將NH3氧化并利用其釋放的能量將CO2和H2O合成糖類，D錯(cuò)誤。5．綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．弱光條件下植物沒(méi)有O2的釋放，說(shuō)明未進(jìn)行光合作用B．在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開(kāi)花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降D．合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度解析：選A弱光條件下植物沒(méi)有O2的釋放，有可能是光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)植物雖然進(jìn)行了光合作用，但是沒(méi)有O2的釋放，A錯(cuò)誤；CO2性質(zhì)不活潑，在暗反應(yīng)階段，一個(gè)CO2分子被一個(gè)C5分子固定以后，很快形成兩個(gè)C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被NADPH還原，因此CO2不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開(kāi)花期減掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機(jī)肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和CO2，這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度，D正確。6．科學(xué)家提取植物細(xì)胞中的葉綠體，將葉綠體膜破壞，分離出基質(zhì)和基粒，用來(lái)研究光合作用的過(guò)程(如下表，表中“＋”表示有或添加，“－”表示無(wú)或不添加)。下列條件下能產(chǎn)生葡萄糖的是()選項(xiàng)場(chǎng)所光照CO2ATPNADPHC5A基質(zhì)－＋－＋＋B基粒＋＋－－＋C基質(zhì)和基粒－＋－－－D基質(zhì)和基粒＋＋－－＋解析：選D光合作用分光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩大階段，光反應(yīng)在基粒上進(jìn)行，需要光照；暗反應(yīng)進(jìn)行時(shí)需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP，需要葉綠體基質(zhì)中的C5和大氣中的CO2參與，只有D項(xiàng)符合產(chǎn)生葡萄糖的條件。7．圖甲所示為研究光合作用的實(shí)驗(yàn)裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，再用注射器抽出葉圓片中的氣體直至葉圓片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測(cè)量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(見(jiàn)圖乙)，以研究光合作用速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。下列有關(guān)分析正確的是()A．在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸減小B．在bc段，單獨(dú)增加光照、提高溫度或提高CO2濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時(shí)間C．因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中葉片不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸D．在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降解析：選D據(jù)圖分析，在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸增強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)釋放的氧氣量增多，葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間減少，A錯(cuò)誤；在bc段，已經(jīng)達(dá)到二氧化碳飽和點(diǎn)，此時(shí)限制光合作用的因素不再是二氧化碳濃度，單獨(dú)增加CO2濃度，不能縮短葉圓片上浮的時(shí)間，因不知在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否提供最適光照強(qiáng)度和溫度，所以在bc段，單獨(dú)增加光照或提高溫度，不一定可以縮短葉圓片上浮的時(shí)間，B錯(cuò)誤；雖配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，但隨著光合作用的進(jìn)行葉圓片會(huì)釋放氧氣，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中葉圓片能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，C錯(cuò)誤；在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過(guò)高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣量減少，葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間增加，D正確。8．如圖所示為研究光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)某植物光合速率的影響。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．曲線a→b點(diǎn)，葉綠體中C3濃度降低B．b→d點(diǎn)，葉綠體中C5濃度升高C．曲線a→b點(diǎn)，葉綠體中C5生成速率降低D．d點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等解析：選C曲線中a→b點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，促進(jìn)暗反應(yīng)中C3還原，導(dǎo)致葉綠體中C3濃度降低；曲線中b→d點(diǎn)時(shí)，CO2濃度降低，CO2用于暗反應(yīng)中和C5固定生成C3的反應(yīng)減弱，因此葉綠體中C5濃度升高；曲線中a→b點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，促進(jìn)暗反應(yīng)中C3還原，導(dǎo)致葉綠體中C3濃度降低，相對(duì)應(yīng)的C5生成速率升高；曲線中d點(diǎn)為光飽和點(diǎn)，限制光合速率的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等。9．在溫度適宜的條件下，測(cè)定植物葉片在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收量，結(jié)果如下表。下列有關(guān)敘述正確的是()光照強(qiáng)度/klx02.04.06.08.010.0CO2吸收量/(mg·100cm－2·h－1)－4.004.08.010.010.0A.該植物葉片在光照強(qiáng)度小于2.0klx的條件下，不進(jìn)行光合作用B．光照強(qiáng)度為6.0klx時(shí)，植物葉片合成葡萄糖的量為12mg·100cm－2·h－1C．光照強(qiáng)度為8.0klx時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度D．光照強(qiáng)度為10.0klx時(shí)，該植物在缺鎂環(huán)境中的CO2吸收量不變解析：選C分析表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光照強(qiáng)度為2.0klx時(shí)，測(cè)得葉片CO2吸收量為0，說(shuō)明此光照強(qiáng)度下光合速率等于呼吸速率，即光照強(qiáng)度小于2.0klx的條件下植物能進(jìn)行光合作用；光照強(qiáng)度為6.0klx時(shí)，植物葉片共消耗CO2為12mg·100cm－2·h－1，根據(jù)光合作用生成葡萄糖的總反應(yīng)式：消耗6molCO2生成1molC6H12O6，故合成葡萄糖的量為(12×180)÷(6×44)≈8.2(mg·100cm－2·h－1)；光照強(qiáng)度為8.0klx時(shí)，植物光合速率達(dá)到最大值，此時(shí)限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度；植物如果缺鎂會(huì)影響葉綠素的合成，使光反應(yīng)強(qiáng)度降低，從而影響暗反應(yīng)。10．(2022·全國(guó)甲卷)根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時(shí)的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是____________(答出3點(diǎn)即可)。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因是__________________________________(答出1點(diǎn)即可)。(3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長(zhǎng)得好。從兩種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)光合作用光反應(yīng)階段的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體薄膜，光反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)變化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物有O2、NADPH和ATP。(2)葉片光合作用產(chǎn)物一部分用來(lái)供自身呼吸消耗。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课弧?3)干旱會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度減小，CO2吸收減少。由于C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生長(zhǎng)得好。答案：(1)O2、NADPH和ATP(2)自身呼吸消耗(3)C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，干旱條件下CO2吸收減少，胞間CO2濃度較低，C4植物受到影響較小11．景天科植物A有一個(gè)很特殊的CO2同化方式，夜間氣孔開(kāi)放，吸收的CO2生成蘋(píng)果酸儲(chǔ)存在液泡中，如圖1所示；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋(píng)果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用，如圖2所示。十字花科植物B的CO2同化過(guò)程如圖3所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)植物A夜晚能吸收CO2，卻不能合成(CH2O)的原因是________________________________________________________________________________________________________，白天植物A進(jìn)行光合作用所需的CO2的來(lái)源有____________________和__________________。(2)在上午10：00時(shí)，突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時(shí)間內(nèi)，植物A和植物B細(xì)胞中C3含量變化的差異是____________________________。(3)植物A氣孔開(kāi)閉的特點(diǎn)，與其生活的環(huán)境是相適應(yīng)的，推測(cè)植物A生活的環(huán)境可能是___________。解析：(1)夜晚時(shí)沒(méi)有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無(wú)法為暗反應(yīng)提供所需的ATP、NADPH，因此植物A夜晚不能合成(CH2O)。白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋(píng)果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于植物A進(jìn)行光合作用，同時(shí)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2也能用于光合作用。(2)由于植物A的CO2是由細(xì)胞內(nèi)部提供，故與環(huán)境中二氧化碳濃度無(wú)關(guān)，因此沒(méi)有變化；而植物B細(xì)胞吸收的CO2減少，C3的合成量減少，同時(shí)C3被還原成C5和(CH2O)的速率基本不變，因此細(xì)胞的葉綠體中C3含量減少。(3)由題意可知植物A夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉，推測(cè)其生活環(huán)境的特點(diǎn)可能是炎熱干旱。答案：(1)沒(méi)有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無(wú)法為暗反應(yīng)提供所需的ATP、NADPH蘋(píng)果酸經(jīng)脫羧作用釋放細(xì)胞呼吸產(chǎn)生(2)植物A基本不變，植物B下降(3)炎熱干旱[遷移·應(yīng)用·發(fā)展]12．將某綠色植物置于密閉容器內(nèi)暗處理后，測(cè)得容器內(nèi)CO2和O2濃度相等(氣體含量相對(duì)值為1)，在6時(shí)移至陽(yáng)光下，日落后移到暗室中，持續(xù)測(cè)量?jī)煞N氣體的相對(duì)含量，變化情況如下圖所示(兩條曲線在20時(shí)前沿水平虛線上下對(duì)稱)。下列有關(guān)敘述中正確的是()A．只有在10時(shí)光合作用速率＝細(xì)胞呼吸速率B．在9～16時(shí)，光合作用速率>細(xì)胞呼吸速率，O2濃度不斷上升C．該植物體內(nèi)17時(shí)有機(jī)物積累量<19時(shí)有機(jī)物積累量D．該植物從20時(shí)后仍只進(jìn)行有氧呼吸解析：選B分析題圖可知，光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等的點(diǎn)是氧氣增加為0(或二氧化碳減少為0)點(diǎn)，即8時(shí)、17時(shí)光合作用速率＝細(xì)胞呼吸速率，A錯(cuò)誤；分析題圖曲線可知，在9～16時(shí)，氧氣濃度不斷上升，二氧化碳濃度不斷下降，光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率，B正確；分析題圖曲線可知，8時(shí)以后至17時(shí)以前，光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率，到17時(shí)植物體內(nèi)有機(jī)物積累量最大，17時(shí)以后，光合作用速率小于細(xì)胞呼吸速率，植物體內(nèi)的有機(jī)物減少，C錯(cuò)誤；分析題圖曲線可知，20時(shí)以后二氧化碳增加的相對(duì)值大于氧氣減少的相對(duì)值，說(shuō)明植物細(xì)胞呼吸吸收的氧氣量小于產(chǎn)生的二氧化碳量，同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，D錯(cuò)誤。13.如圖為測(cè)定細(xì)胞代謝相關(guān)速率的實(shí)驗(yàn)裝置。下列敘述正確的是()A．直接測(cè)定植株總光合速率時(shí)，小燒杯的液體應(yīng)為NaHCO3溶液B．測(cè)定植株的凈光合速率時(shí)，應(yīng)在光下進(jìn)行，且小燒杯的液體應(yīng)為NaOH溶液C．測(cè)定植株的呼吸速率時(shí)，小燒杯的液體應(yīng)為清水D．測(cè)定植株的呼吸速率時(shí)，應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行解析：選D圖示裝置不能直接測(cè)定總光合速率，A錯(cuò)誤；如果要測(cè)定植株的凈光合速率，則應(yīng)在光下進(jìn)行，且燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為清水，B錯(cuò)誤；如果要測(cè)定植株的呼吸速率，則燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為NaOH溶液，C錯(cuò)誤；由于光合作用能產(chǎn)生氧氣，所以測(cè)定植株的呼吸速率時(shí)，應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行，D正確。14．(2023·廣東高考)光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見(jiàn)下表和圖。(光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過(guò)程中吸收的CO2與呼吸過(guò)程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。)水稻材料葉綠素/(mg/g)類胡蘿卜素/(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問(wèn)題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和________________________，葉片主要吸收可見(jiàn)光中的________光。(2)光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000μmol·m－2·s－1時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和____________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢(shì)曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)題__________________________________________________________________。解析：(1)據(jù)表格信息可知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體(ygl)的葉綠素含量低，類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，導(dǎo)致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此ygl葉片主要吸收