高中生物第五章细胞的能量供应和利用第4节能量之源__光与光合作用2课时2作业含解析新人教版必修

能量之源-光与光合作用
一、选择题(每小题5分，共60分)
14C的CO2条件下，植物进行光合作用，14C的转移途径是( )
A．CO2→C3→(CH2O)
B．CO2→C5→(CH2O)
C．CO2→叶绿素→(CH2O)
D．CO2→叶绿素→C5
【解析】光合作用中含14C的CO2首先与C5结合生成C3，然后C3在[H]、ATP和酶的作用下生成(CH2O)，所以14C的转移途径是CO2→C3→(CH2O)，选A。

【答案】 A
2.图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，则图甲所示状态在图乙中的位置是( )
A．ab之间 B．bc之间
C．c点以后 D．b点
【解析】分析图示可知：图乙曲线上a点叶肉细胞只进行呼吸作用， b点表示光合作用强度等于呼吸作用强度， bc段(不包含b点)表示光合作用强度大于呼吸作用强度，ab段(不包括a、b两点)表示光合作用强度小于呼吸作用强度。

图甲细胞中线粒体产生的CO2一部分进入叶绿体，另一部分释放到细胞外，叶绿体中产生的O2全部进入线粒体仍然不能满足线粒体对O2的需求，线粒体还需从细胞外吸收部分O2，说明光合作用强度小于呼吸作用强度，与图乙曲线上的ab段相对应，A项正确，B、C、D三项均错误。

【答案】 A
3．将单细胞绿藻置于25℃、适宜光照和充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照。

发现绿藻体内C3的含量突然上升，这是由于( )
①光反应仍在进行，形成[H]和ATP ②光反应停止，不能形成[H]和ATP ③暗反应仍进行，CO2和C5结合，继续形成C3 ④光反应停止，由于没有[H]和ATP供应，C3不能形成葡萄
糖，积累了许多的C3
A．①②③ B．②③④
C．①④ D．②③
【解析】光反应必须在有光的条件下才能进行，突然停止光照，光反应停止，不能形成[H]和ATP，①错误，②正确；暗反应不需要光照，在有光和无光的条件下都能进行，突然停止光照，二氧化碳的固定过程即CO2和C5结合形成C3的过程继续进行，③正确；但由于缺少ATP、[H]的供应，C3的还原受阻，导致C3的积累，④正确。

综上所述，供选答案组合， B 项正确，A、C、D三项均错误。

【答案】 B
4．如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是( )
A. 升、降、升、升
B. 降、升、降、降
C. 降、升、升、升
D. 升、升、降、降
【解析】C点出现的原因是由于光照强、温度高，蒸腾作用强，水分蒸发快导致气孔关闭，引起CO2供应不足，暗反应减弱，消耗的原子氢和ATP较少，使叶肉细胞内的原子氢和ATP 增多；消耗的C5减少，生成的C3也减少，使叶肉细胞内的C5增多，C3减少，所以C正确。

【答案】 C
5．如图中，W、X、Y、Z四点中光照强度不能限制光合作用强度的是( )
A．W、X B．X、Y
C．Y、Z D．Z、W
【解析】分析曲线可知，X和W点前后，随光照强度增强，光合作用强度增强，说明光照强度是限制光合作用强度的因素；Y和Z点前后，随光照强度增强，光合作用强度不再增强，说明光照强度不是限制光合作用强度的因素，二氧化碳浓度等是限制光合作用强度的因素，所以选C。

【答案】 C
6．除了下列哪一种方法外，其余都可以用来测定植物光合速度( )
A．测定含水量 B．测定O2发生量
C．测定CO2消耗 D．测定干物质积累量
【解析】光合作用能把水和二氧化碳反应生成有机物，同时释放能量；反应速率可以用单位时间内反应物的消耗量或生成物的积累量表示，所以B、C 、D均可以表示光合速率，A 错误。

【答案】 A
7.如图是某种生活在土壤表层的细菌内发生的生化反应，据此判断它属于何种生物( )
A．自养厌氧 B．异养厌氧
C．自养需氧 D．异养需氧
【解析】生物是自养还是异养主要取决于生物是否能够制造有机物，题图下方显示该细菌能够利用二氧化碳和水合成有机物，所以应该是自养型生物；铁细菌在有氧条件下，能将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3，并利用这一过程所放出的能量来合成有机物，即铁细菌生活在有氧环境中，说明其异化作用为需氧型，故C项正确，A、B、D项错误。

【答案】 C
8.光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，光合作用不继续增加，反而下降，主要原因是( )
A．气温高，酶的活性受影响
B．水分减少，水分解产生的氢数量减少
C．光照太强，使色素分解
D．CO2供应减少，暗反应过程中C3产生得太少
【解析】光照最强的夏季中午，由于环境温度过高，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，CO2供应减少，暗反应过程中C3产生得太少，光合作用不继续增加，反而下降，D正确；由于蒸腾作用，酶的活性基本不受影响，A错误；由于光照充足，水分解产生的氢数量充足，B 错误；虽然光照强烈，但不会导致光合色素分解，C错误。

【答案】 D
9.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，
原因是( )
A．光反应强度升高，暗反应强度都降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．反应强度不变，暗反应强度降低
D．反应强度降低，暗反应强度不变
【解析】镁是合成叶绿素的原料，缺镁导致叶肉细胞中叶绿素的含量低，吸收、传递和转化的光能少，所以光反应强度降低；光反应强度降低，为暗反应提供的ATP和[H]较少，导致暗反应强度降低。

综上所述，B项正确，A、C、D三项均错误。

【答案】 B
10.下列对光合作用和呼吸作用过程的相关叙述中正确的是( )
A．人体细胞呼吸产生的CO2均来自有氧呼吸
B．光合作用14CO2中的14C首先经C5再到(CH2O)
C．两过程产生的[H]是同一种物质且去路相同
D．植物叶肉细胞中发生的光合作用与呼吸作用互为逆过程
【解析】人体细胞呼吸产生的二氧化碳都来自有氧呼吸，其无氧呼吸产生的是乳酸，故A 正确。

光合作用中的二氧化碳中的C先到C3再到(CH2O)，故B错误。

光合作用产生的[H]用于还原C3形成糖类，而呼吸作用中的[H]与氧气结合生成水，故C错误。

植物叶肉细胞中发生的光合作用与呼吸作用场所、酶、能量都不同，故D错误。

【答案】 A
11．用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列错误的结论是( )
A．光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O
B．光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2
C．有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2
D．有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6
【解析】光合作用产物氧气中的氧全部来自水，故A正确。

光合作用产物糖类中的氧都来自二氧化碳中的氧，故B正确。

有氧呼吸的水中的氧全部来自氧气，因为氧和[H]结合生成水，故C正确。

有氧呼吸的产物二氧化碳中的氧来自葡萄糖和水，故D错误。

【答案】 D
12.如图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中
a～g为物质，①～⑥为反应过程)。

下列判断错误的是( )
A．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c中
B．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降
【解析】图中a为光合色素，能吸收、传递、转化光能到c物质(ATP)中，A正确；①表示根系从土壤吸收水分，③表示水的光解生成e(NADPH)和b(氧气)，B正确；b(氧气)用18O 标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性18O，C正确。

g为二氧化碳，供应充足时，突然停止光照，生成的NADPH和ATP量下降，C3的还原下降，C3的消耗下降而积累，D错误。

【答案】 D
二、非选择题(共40分)
13．(12分)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表，请回答下列问题：
光照强度叶色
平均叶面积
(cm2) 气孔密度
(个·mm－2)
净光合速率(μmol
CO2·m－2·s－1)
强浅绿13.6(100%) 826(100%) 4.33(100%)
中绿20.3(149%) 768(93%) 4.17(96%)
弱深绿28.4(209%) 752(91%) 3.87(89%)
(注：括号内的百分数以强光照的数据作为参考)
(1)CO2以________方式进入叶绿体后，与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的________。

(2)在弱光下，柑橘通过________和________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。

(3)与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数________，单位时间内平均每片叶CO2吸收量________。

对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这
三个指标中，最先发生改变的是________，最后发生改变的是________。

【解析】(1)二氧化碳进入细胞的方式是自由扩散；在光合作用的暗反应过程中，二氧化碳与细胞中的C5结合生成C3，该过程叫做二氧化碳的固定；C3在ATP供能下被[H]还原成有机物和C5。

(2)据表可知，弱光下柑橘的叶色呈深绿色，平均叶面积也增大了。

所以柑橘是通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积，来吸收更多的光能。

(3)平均叶面积×气孔密度＝平均每片叶的气孔总数，弱光下平均每片叶的气孔总数为：28.4 cm2×100 mm2/cm2×752个/mm2＝2 135 680个，强光下平均每片叶的气孔总数为：13.6 cm2×100 mm2/cm2×826个/mm2＝1 123 360个，后者远少于前者；要计算单位时间内平均每片叶CO2的吸收量，可用净光合作用速率×平均叶面积的值来表示，弱光下为：28.4 cm2×0.01 m2/cm2×3.87 mol CO2·m－2·s－1≈1 mol CO2·s－1；强光下为13.6 cm2×0.01 m2/cm2×4.33 mol CO2·m－2·s－1≈0.6 mol CO2·s－1；后者也是小于前者。

结果，强光下，气孔总数少，单位时间内平均每片叶CO2吸收量少；对强光下生长柑橘适度遮阴，首先因光照强度减弱，净光合速率首先发生改变；其次，为了适应弱光环境，叶绿素的含量增加；最后，叶面积扩大。

强光比弱光的气孔总数多，单位时间内平均每片叶CO2吸收量高，据表可知，弱光下，色素吸收的光能少，净光合作用速率下降，首先发生变化，平均叶面积是最后发生变化。

【答案】(1)自由扩散C5(五碳化合物) [H](或NADPH)和ATP (2)增加叶面积提高叶绿素含量(3)较少较少净光合速率叶面积
14．(12分)为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系，实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气下蜜柑叶片的净光合速率(A图)和胞间CO2浓度(B图)的日变化，请据图回答下列问题：
(1)与蜜柑叶肉细胞净光合速率大小直接相关的细胞器是________。

(2)影响蜜柑叶片胞间CO2浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片的________(结构)有关，另一方面也与________(环境因素)有关。

(3)在4月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合速率下降的直接原因是__________________________。

(4)在6月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片胞间CO2浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，进一步研究发现，此时叶绿体的ATP相对含量显著降低，一方面可能是________影响有关酶的活性，另一方面可能是叶肉细胞叶绿体中的________受损，进而影响了净光合速率。

此时，采用向叶片喷雾的方法，则可有效提高蜜柑的净光合速率。

【解析】(1)净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，光合作用与叶绿体相关，细胞呼吸与线粒体相关。

(2)叶片通过气孔吸收二氧化碳，环境的温度、光照等会影响蒸腾作用从而影响气孔的开放度而影响二氧化碳供应。

故与气孔和大气二氧化碳浓度相关。

(3)据图乙分析，在4月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片胞间CO2浓度下降，故净光合速率下降。

(4)在6月晴天的11：00～13：00时，一方面可能是温度过高导致酶活性下降，另一方面可能是高温导致叶绿体类囊体受损，导致光合作用速率下降。

【答案】(1)叶绿体、线粒体(2)气孔大气CO2浓度(3)胞间CO2浓度下降，总光合作用强度降低(4)温度类囊体(基粒)
15．(16分)下图1是甲乙两种植物在不同光照强度下的光合作用速率的曲线；图2表示将甲植物放在不同浓度CO2环境条件下，光合速率受光照强度影响的变化曲线。

请分析回答：
(1)图1的a点表示________；在c点时，叶绿体中ATP的移动方向是________；图2中e 点与d点相比较，e点的叶肉细胞中C3的含量________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________。

(2)若图1中，植物甲曲线表示在25℃时光合速率与光照强度的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和35℃，那么在其它条件不变的情况下，将温度调节到35℃，曲线a、b、c三点位置如何移动？__________________________。

(3)在有氧条件下，生长中的植物细胞内的葡萄糖先在________(填细胞结构)中脱氢，分解成________。

植物有氧呼吸的第三阶段有多种氧化酶途径，其中黄酶对温度变化反应不敏感，而细胞色素氧化酶对温度变化反应敏感，则在高山低温环境下生活着的植物以________途径
为主进行有氧呼吸。

(4)图1中，如果甲乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的是________，在晴转阴瞬间，叶肉细胞中C5化合物相对量的变化是________。

光照强度为10千勒克斯时，甲、乙植物叶片的实际光合作用速率差值为________CO2 mg/100 cm2·h。

【解析】(1)图1的a点对应的光照强度为0，表明植物甲只进行细胞呼吸作用，所以，a 点表示植物甲呼吸作用强度；c点为光合作用强度达到最大值时所需要的最小光照强度(光饱和点)，此时在类囊体薄膜上产生的ATP移向叶绿体基质，参与三碳化合物的还原过程；图2中的d、e两点，所对应的二氧化碳浓度相同，但d点所对应的光照强度小于e点，因此与d点相比较，e点的叶肉细胞中光反应产生的ATP和[H]较d点的多，三碳化合物的还原速度较d点快，C3的含量较d点低；e、f两点，所对应的光照强度相同，但e点所对应的二氧化碳浓度高于f点，因此与f点相比较，e点的叶肉细胞中二氧化碳的固定速率较f 点快，三碳化合物的含量较f点高。

(2)分析曲线图可知，图1曲线上的a、b、c三点分别表示：植物甲的呼吸作用强度、呼吸作用强度与光合作用强度相等、光合作用强度达到最大值时所需要的最小光照强度。

已知植物甲的光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和35℃，若将温度由25℃调节到35℃，则光合作用强度下降，呼吸作用强度上升，所以a点下移，b点右移，c点下(左下)移。

(3)在有氧条件下，生长中的植物细胞内进行有氧呼吸，葡萄糖首先在细胞质基质中脱氢，分解成丙酮酸。

依题意，黄酶对温度变化反应不敏感，则在高山低温环境下生活着的植物以黄酶途径为主进行有氧呼吸。

(4)植物乙与植物甲相比，植物乙能在较低光照下储存有机物，受阴雨天气影响较小，植物甲受影响较大。

在晴转阴瞬间，叶肉细胞中光反应产生的ATP和[H]急剧减少，三碳化合物的还原过程突然变慢，生成的五碳化合物瞬间减少，而原有的五碳化合物因继续参与二氧化碳的固定而被消耗，所以叶肉细胞中C5化合物相对量的变化是减少。

分析曲线图可知，光照强度为10千勒克斯时，甲植物叶片的实际光合作用速率为：12＋4＝16 CO2 mg/100 cm2·h，乙植物叶片的实际光合作用速率为：8＋2＝10 CO2 mg/100 cm2·h，所以二者的差值为16－10＝6 CO2 mg/100 cm2·h。

【答案】(1)植物甲呼吸作用强度从类囊体薄膜向叶绿体基质方向的移动低高(2)a点下移，b点右移，c点下(左下)移(3)细胞质基质丙酮酸黄酶(4)甲植物减少 6。