2024新教材高中生物第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第2課時光合作用的原理和應(yīng)用達(dá)標(biāo)演練含解析新人教版必修第一冊

PAGE11-第2課時光合作用的原理和應(yīng)用[基礎(chǔ)鞏固]1.關(guān)于科學(xué)家探究光合作用原理的試驗,下列敘述正確的是 ()A.1928年,科學(xué)家發(fā)覺甲醛可以通過光合作用轉(zhuǎn)化為糖B.希爾反應(yīng)是指離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)C.魯賓和卡門為植物同時供應(yīng)H218O和C18O2進(jìn)行試驗,證明白光合作用釋放的氧全部來自HD.阿爾農(nóng)發(fā)覺,葉綠體合成ATP可以不伴隨水的光解答案:B2.關(guān)于自然界中的光合作用,下列敘述錯誤的是()A.光反應(yīng)需光,不須要酶,暗反應(yīng)不須要光,需多種酶B.光反應(yīng)在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行C.光反應(yīng)將水分解為H+和氧,H+與NADP+結(jié)合生成的NADPH將參加暗反應(yīng)D.光反應(yīng)汲取光能形成ATP,暗反應(yīng)將ATP中的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中解析:光反應(yīng)在葉綠體類囊體的薄膜上進(jìn)行,完成水的光解和ATP的生成,須要光和多種酶的參加。該過程中光反應(yīng)將水分解為H+和氧,H+與NADP+結(jié)合生成的NADPH參加暗反應(yīng)。暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行,完成CO2的固定和C3的還原,不須要光,但須要酶的參加,將ATP中的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中。答案:A3.NADPH在卡爾文循環(huán)中的作用是()A.只作為還原劑B.只供應(yīng)能量C.既作為還原劑,又供應(yīng)能量D.既不作為還原劑,也不供應(yīng)能量答案:C4.下列關(guān)于光合作用的敘述,正確的是()A.類囊體上產(chǎn)生的ATP可用于汲取礦質(zhì)元素離子B.夏季晴天光照最強(qiáng)時,植物光合速率肯定最高C.進(jìn)入葉綠體的CO2能被NADPH干脆還原D.正常光合作用的植物突然停止光照,C5與ATP含量會下降解析:類囊體上產(chǎn)生的ATP只用于葉綠體內(nèi)的生命活動,A項錯誤;夏季晴天光照最強(qiáng)時,蒸騰作用過強(qiáng)導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉,植物光合速率較低,B項錯誤;進(jìn)入葉綠體的CO2被C5固定為C3后被NADPH還原,C項錯誤;正常光合作用的植物突然停止光照,C5與ATP的含量會下降,D項正確。答案:D5.在封閉的溫室內(nèi)栽種農(nóng)作物,下列措施不能提高作物產(chǎn)量的是()A.施用農(nóng)家肥 B.適當(dāng)增大晝夜溫差C.采納綠色薄膜 D.延長光照時間解析:施用農(nóng)家肥,土壤中的微生物可將農(nóng)家肥中的有機(jī)物分解為CO2等供農(nóng)作物利用,有利于提高作物產(chǎn)量;適當(dāng)增大晝夜溫差,有利于有機(jī)物積累,進(jìn)而提高作物產(chǎn)量;綠色薄膜只允許綠光透過,而葉綠體中的色素幾乎不汲取綠光,因此若采納綠色薄膜,不能提高作物產(chǎn)量;延長光照時間,可增加有機(jī)物的合成量,有利于提高作物產(chǎn)量。答案:C[拓展提高]6.光合作用過程中,不在類囊體薄膜上進(jìn)行的是()A.ADP變成ATP B.氧氣的生成C.CO2的固定和還原 D.NADPH的產(chǎn)生解析:光合作用過程中,在類囊體薄膜上發(fā)生水的光解,該過程中一方面水分解為氧,同時產(chǎn)生H+,H+與NADP+結(jié)合形成NADPH;另一方面在有關(guān)酶的催化作用下,供應(yīng)能量促進(jìn)ADP和Pi反應(yīng)生成ATP。答案:C7.下列有關(guān)卡爾文循環(huán)的敘述,錯誤的是()A.卡爾文循環(huán)是一系列酶促反應(yīng)B.卡爾文循環(huán)是使CO2變成(CH2O)的反應(yīng)C.卡爾文循環(huán)是須要還原劑的反應(yīng)D.卡爾文循環(huán)是在生物膜上進(jìn)行的反應(yīng)答案:D8.光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng),下圖表示光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系。下列敘述錯誤的是()A.光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)ATP和NADPHB.停止光照,ATP和NADPH含量下降C.ATP的移動方向是由類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)D.植物光合作用的產(chǎn)物只是淀粉解析:光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段,光反應(yīng)階段必需在光照條件下才能進(jìn)行,ATP和NADPH是光反應(yīng)階段的產(chǎn)物,產(chǎn)生后進(jìn)入葉綠體基質(zhì)參加暗反應(yīng);若停止光照,則ATP和NADPH含量下降;植物光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉,還有一部分是蔗糖。答案:D9.下圖表示植物光合作用的一個階段,下列敘述正確的是()A.該反應(yīng)的場所是類囊體的薄膜B.C3生成(CH2O)須要NADPH、ATP和多種酶C.提高溫度肯定能促進(jìn)(CH2O)的生成D.無光條件有利于暗反應(yīng)進(jìn)行解析:題圖表示植物光合作用的暗反應(yīng)階段,該過程在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,A項錯誤;C3的還原須要NADPH、ATP和多種酶參加,B項正確;若圖示是在最適溫度條件下進(jìn)行的,提高溫度則會降低酶的活性,進(jìn)而影響(CH2O)的生成,C項錯誤;無光條件下,光反應(yīng)不能進(jìn)行,不能為暗反應(yīng)供應(yīng)NADPH和ATP,不利于暗反應(yīng)的進(jìn)行,D項錯誤。答案:B[挑戰(zhàn)創(chuàng)新]10.溫室具有防寒、加溫柔透光等功能,能限制或部分限制植物的生長環(huán)境,多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。隨著蔬菜大棚建設(shè)的快速發(fā)展,溫室經(jīng)驗了手動限制、自動限制和智能化限制等發(fā)展階段。(1)在建立溫室大棚時,一般選用什么顏色的棚膜?為什么?(2)冬季通常在棚膜上蓋草簾,在棚內(nèi)增加升溫設(shè)施,這樣做的目的是什么?(3)北魏農(nóng)學(xué)家賈思勰在《齊民要術(shù)》中提出,農(nóng)作物栽培要“正其行,通其風(fēng)”。這對大棚蔬菜種植有什么啟發(fā)?為了提高溫室內(nèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),你還有哪些建議?(4)智能化溫室擁有綜合環(huán)境限制系統(tǒng),可以調(diào)整室內(nèi)溫、光、水、肥、氣等諸多因素,創(chuàng)建植物生長的良好環(huán)境。智能化溫室除了提高農(nóng)作物產(chǎn)量,還有哪些方面的價值?答案:(1)透亮。透亮棚膜能透過全部太陽色光,對植物的生長有利。(2)提高棚內(nèi)溫度,增加植物的光合作用,并防止作物被凍壞。(3)種植時要保持適當(dāng)株距,保持空氣流通。為提高溫室內(nèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),可加大二氧化碳的供應(yīng),以增加光合作用的原料;還可以掛上紅色或藍(lán)紫色日光燈,利于植物有效汲取光進(jìn)行光合作用。(答案合理即可)(4)智能化溫室是在溫室大棚自動化設(shè)備基礎(chǔ)上,添加智能軟件,形成在手機(jī)或電腦上設(shè)置參數(shù),實現(xiàn)溫室無人管理的智能監(jiān)控手段,能夠提高精準(zhǔn)率,且大大節(jié)約勞動力成本。(答案合理即可)探究實踐課:探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響一、試驗?zāi)康奶骄抗庹諒?qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響。二、試驗原理1.在光照下,綠色植物通過光合作用產(chǎn)生O2。2.若葉片中的氣體溢出,細(xì)胞間隙充溢了水,浮力減小,葉片就會沉到水底;若光合作用產(chǎn)生的O2充斥在葉片的細(xì)胞間隙中,浮力增大,葉片會從水底浮起。3.光照強(qiáng)度不同,則光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率不同,葉片上浮的時間也不同。三、探究過程1.提出問題。光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度嗎?2.作出假設(shè)。光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度,在肯定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),隨光照強(qiáng)度的增加,光合作用強(qiáng)度也增加。3.試驗步驟及操作。試驗步驟主要操作制備圓形小葉片取生長旺盛的綠葉,用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片排出細(xì)胞間隙中的氣體將圓形小葉片置于注射器內(nèi),并讓注射器內(nèi)吸入清水,待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后,用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動活塞,使圓形小葉片內(nèi)的氣體溢出。處理過的小葉片因為細(xì)胞間隙充溢了水,所以全部沉到水底待用圓形小葉片將處理過的圓形小葉片,放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用打算試驗裝置取3只小燒杯,分別倒入富含CO2的清水進(jìn)行試驗向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片,然后分別置于強(qiáng)、中、弱3種光照下。試驗中,可用5W的LED燈作為光源,利用小燒杯與光源的距離來調(diào)整光照強(qiáng)度視察并記錄視察并記錄同一時間段內(nèi)各試驗裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量4.分析結(jié)果,得出結(jié)論。(1)試驗結(jié)果。燒杯圓形小葉片/片富含CO2的清水/mL光照強(qiáng)度葉片浮起數(shù)量/片甲1020強(qiáng)多乙1020中中丙1020弱少(2)結(jié)論:光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度,在肯定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),隨光照強(qiáng)度的增加,光合作用強(qiáng)度也增加。5.表達(dá)和溝通。將本小組探究的問題、過程、結(jié)果和結(jié)論與其他小組溝通,聽取他們的質(zhì)疑并進(jìn)行說明。如有必要,對本小組的試驗方案進(jìn)行修改。試驗思索1.本試驗思索。(1)內(nèi)部氣體溢出的葉片為什么沉入水底?光照后,為什么又可以浮現(xiàn)水面?提示:正常狀態(tài)下,葉片內(nèi)部細(xì)胞間隙充溢氣體,因此,葉片比重較小,可以浮在水面。當(dāng)葉片內(nèi)部氣體溢出時,細(xì)胞間隙充溢了水,葉片比重增大,因此沉入水底。沉入水底的葉片,接受光照后,進(jìn)行光合作用,產(chǎn)生大量氧氣,氧氣進(jìn)入葉片內(nèi)的細(xì)胞間隙,使葉片比重減小,從而可以浮現(xiàn)水面。(2)除可以通過向清水中吹氣外,還有什么方法可以提高清水內(nèi)CO2濃度?提示:可以在清水中加入肯定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳酸氫鈉溶液,碳酸氫鈉水解可產(chǎn)生二氧化碳。(3)除可以通過比較同一時間段內(nèi)各試驗裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量來比較各裝置中光合作用的強(qiáng)度外,還可以通過哪項指標(biāo)來進(jìn)行比較?提示:還可以通過比較各裝置中葉片全部上浮所須要的平均時間來比較各裝置中光合作用的強(qiáng)度。(4)本試驗用的是LED燈,假如用白熾燈進(jìn)行試驗,為了最大限度地解除無關(guān)變量的影響,試驗改進(jìn)如下圖所示:將盛水玻璃柱放在燈與試管之間的作用是。

答案:解除光照引起的溫度變更對試驗結(jié)果的影響2.延長思索。若要探究CO2濃度對植物光合作用的影響,如何對本試驗進(jìn)行改造?提示:設(shè)置光照強(qiáng)度相同、碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的三組試驗,通過視察并記錄同一時間段內(nèi)各試驗裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量,探究CO2濃度對植物光合作用的影響。1.選材要求:葉片必需生長旺盛、簇新,生長旺盛、簇新的葉片光合作用旺盛。2.打孔時留意避開大的葉脈,大的葉脈處葉肉細(xì)胞少,且不利于細(xì)胞間隙中氣體的溢出。3.排出注射器內(nèi)殘留的空氣時,可重復(fù)拉動活塞幾次,有利于葉片細(xì)胞間隙氣體的充分排出。4.處理好的葉片必需放置在黑暗處,防止試驗前葉片進(jìn)行光合作用,干擾試驗結(jié)果。5.清水中應(yīng)富含二氧化碳(事先可用口通過玻璃管向清水內(nèi)吹氣),保證葉片光合作用所需二氧化碳的供應(yīng)。6.三盞燈與試驗裝置間距離的差值不宜過小,保證為葉片進(jìn)行光合作用供應(yīng)不同強(qiáng)度的光照,使試驗結(jié)果明顯。7.同時對三個小燒杯進(jìn)行視察,以解除時間因素對試驗結(jié)果的影響。8.因為本試驗中的光照強(qiáng)度較弱,我們可以得出隨著光照強(qiáng)度的增加,光合作用強(qiáng)度增大的結(jié)論。事實上,對于每種植物來說,其他條件肯定時,當(dāng)光照強(qiáng)度超過某一數(shù)值(光飽和點(diǎn))后,光合作用強(qiáng)度就不再隨光照強(qiáng)度的增加而增大。9.在探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響時,可通過限制變量的方法,即先設(shè)置某一因素肯定,變更另一因素的方法來探究該因素對光合作用強(qiáng)度的影響。實戰(zhàn)演練1.影響植物光合作用的因素有許多,下列對光合作用影響最小的是 ()A.葉綠體色素的含量B.五碳化合物的含量C.氮?dú)獾暮?D.二氧化碳的含量解析:葉綠體色素汲取的光能是光合作用的必要條件,故葉綠素的含量會影響光合作用,A項不符合題意;五碳化合物是光合作用暗反應(yīng)的原料,會影響光合作用,B項不符合題意;氮?dú)獾暮颗c光合作用無關(guān),對光合作用影響最小,C項符合題意;二氧化碳是光合作用暗反應(yīng)的原料,會影響光合作用,D項不符合題意。答案:C2.若白天光照足夠,則下列條件對作物增產(chǎn)有利的是 ()A.晝夜恒溫25℃B.白天溫度25℃,夜間溫度15℃C.晝夜恒溫15℃D.白天溫度30℃,夜間溫度25℃解析:作物增產(chǎn)主要是指有機(jī)物積累得多,25℃是作物進(jìn)行光合作用的相宜溫度,因此在此條件下白天合成有機(jī)物較多,但是此溫度下細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物也較多,A項不符合題意;在白天光照足夠、溫度25℃(酶催化作用的最適溫度)的條件下,光合作用積累的有機(jī)物最多,夜間溫度15℃,可以降低細(xì)胞呼吸對有機(jī)物的消耗,從而達(dá)到增產(chǎn)的目的,B項符合題意;晝夜恒溫15℃,光合作用強(qiáng)度弱,不利于有機(jī)物的積累,C項不符合題意;夜間25℃,溫度過高,并且晝夜溫差小,不利于有機(jī)物的積累,D項不符合題意。答案:B3.某愛好小組利用綠葉和黃葉兩種青菜葉片,探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響,結(jié)果如下表所示。下列推想錯誤的是()光照強(qiáng)度7min內(nèi)圓形葉片上浮的數(shù)量/片綠葉黃葉A10B30C51A.環(huán)境溫度屬于無關(guān)變量,對試驗結(jié)果無明顯影響B(tài).圓形葉片上浮的數(shù)量與葉綠素的含量有關(guān)C.相同光照強(qiáng)度下,綠葉光合作用強(qiáng)度高于黃葉D.該試驗可證明光合作用的強(qiáng)度受內(nèi)外因素的影響答案:A4.小鵬家想建一個蔬菜大棚,小鵬結(jié)合所學(xué)學(xué)問給出若干建議,其中包括在大棚內(nèi)安裝太陽能燈和增加供暖裝置確保晝夜溫度均高于室外,他的建議和依據(jù)的原理正確的是()A.太陽能燈能在陰天時增加光照強(qiáng)度以增加光反應(yīng),為暗反應(yīng)供應(yīng)更多的ATP和NADPHB.光反應(yīng)在光下進(jìn)行,暗反應(yīng)在暗處進(jìn)行,夜晚要關(guān)閉太陽能燈讓植物進(jìn)行暗反應(yīng)C.提高溫室晝夜溫度能提高酶的活性,利于有機(jī)物的積累D.延長光照時間和提高溫度利于光反應(yīng)完成能量轉(zhuǎn)化,暗反應(yīng)完成物質(zhì)轉(zhuǎn)變解析:太陽能燈能在陰天時增加光照強(qiáng)度,以增加光反應(yīng),為暗反應(yīng)供應(yīng)更多的ATP和NADPH,A項正確;光反應(yīng)在光下進(jìn)行,暗反應(yīng)不須要光,在光下和暗處都能進(jìn)行,夜晚關(guān)閉太陽能燈導(dǎo)致光反應(yīng)不能進(jìn)行,暗反應(yīng)因缺乏光反應(yīng)供應(yīng)的ATP和NADPH也不能進(jìn)行,B項錯誤;提高溫室的晝夜溫度,不僅能增加光合作用強(qiáng)度,也能提高細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,不利于有機(jī)物的積累,C項錯誤;光反應(yīng)和暗反應(yīng)都可以完成能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的轉(zhuǎn)變,D項錯誤。答案:A5.使葉片細(xì)胞間隙的空氣溢出后,放入盛有新制的冷開水的錐形瓶中,探討環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響。下列可以說明光照對光合作用影響的是()1光照20℃水浴新制的冷開水2厚紙遮光20℃水浴加少許NaHCO3粉末3光照冰水降溫加少許NaHCO3粉末4光照20℃水浴加少許NaHCO3粉末A.1號與3號B.2號與4號C.3號與4號 D.1號與4號答案:B6.為提高溫室栽培的茄子的產(chǎn)量,可實行的措施不包括()A.增施氮肥和磷肥,促進(jìn)莖、葉生長,以增大光合作用面積B.提高溫室中CO2濃度,以提高光合作用速率C.高密度栽植,以增加個體數(shù)量D.適當(dāng)延長光照時間答案:C7.為探究影響黑藻光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素,某小組設(shè)計了如下“迷你試驗”裝置,請分析回答下列問題。(1)在可樂瓶里加入100g黑藻,然后加入質(zhì)量濃度為0.01g/mL的碳酸氫鈉溶液至充溢,將②和⑤夾緊,④松開,在相宜光照等條件下,可通過測定____________________________來定量表示凈光合速率,依據(jù)的原理是

_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)用該裝置探究二氧化碳濃度對光合作用強(qiáng)度的影響時,隨著碳酸氫鈉溶液濃度的增加,干脆影響光合作用過程的階段,導(dǎo)致凈光合速率變更的趨勢是。

(3)利用該裝置,還可以探究(答出兩點(diǎn)即可)對黑藻光合作用強(qiáng)度的影響。

答案:(1)單位時間內(nèi)收集到的液體體積相宜光照等條件下,黑藻的光合速率大于呼吸速率,釋放的氧氣使可樂瓶中液體排到量筒(2)暗反應(yīng)先增加趨于穩(wěn)定后再降低(3)光照強(qiáng)度、溫度 8.為探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響,設(shè)計進(jìn)行下列試驗。Ⅰ.試驗材料和用具:100mL量筒,50W、100W、200W和400W的臺燈,冷開水,NaHCO3溶液,黑藻等。Ⅱ.試驗步驟 ①打算4套如圖所示的裝置,編號為1～4。向廣口瓶中各加入500mL質(zhì)量濃度為0.01g/mL的NaHCO3溶液后,用冷開水充溢。②取4等份長勢相同的黑藻分別放入1～4號裝置。③將4套裝置放入暗室中,然后分別用50W、100W、200W和400W的臺燈等距離地照耀1～4號裝置,視察氣泡的產(chǎn)生狀況。④30min后停止光照,測定光合作用釋放的O2體積(mL)。以上試驗重復(fù)3次,試驗結(jié)果如下表所示。分析并回答下列問題。次數(shù)組別123450W100W200W400W第一次5.012.021.019.2其次次5.311.520.018.5第三次5.012