高中生物人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》本节综合测试题

第24课时　光合作用原理的应用与化能合成作用

目标导航　1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。2.说出光合作用原理的应用。3.简述化能合成作用。

一、光合作用原理的应用

1．光合作用强度的概念及表示方法

(1)概念：植物在____________内通过光合作用制造________的数量。

(2)表示方法：用一定时间内__________________________的数量来定量表示。

2．影响因素

(1)空气中________浓度。

(2)土壤中________的多少。

(3)光照的______________及光的成分。

(4)________的高低。

3．探究光照强弱对光合作用强度的影响的实验流程

二、化能合成作用

1．化能合成作用

(1)概念：利用体外环境中的______________氧化时所释放的能量来______________。

(2)实例：硝化细菌，能利用氧化________释放的化学能将______________合成为糖类，供自身利用。

2．自养生物和异养生物

(1)自养生物：能将无机环境中的__________转化为有机物的生物。

①进行____________的生物：如绿色植物。

②进行________________的生物：如硝化细菌。

(2)异养生物：只能利用环境中______________来维持自身的生命活动。如人、动物、真菌以及大多数细菌。

知识点一　影响光合作用强度的环境因素

1．科学家在两种二氧化碳浓度和两个温度条件下，研究了不同光强度对黄瓜光合速率的影响，实验结果如图所示，以下相关叙述中不正确的是                          (　　)

A．从图中曲线可以看出，在温度较高或二氧化碳浓度较高的情况下，光强度对光合速率的影响比较显著

B．从图中曲线可以看出，环境因素中的温度、二氧化碳浓度或光强度的降低都能减弱光合作用

C．从图中曲线变化情况看，无法确定黄瓜光合速率的最适温度

D．从图中曲线可以看出，温度从20℃升高到30℃比二氧化碳从低浓度到高浓度对光合速率的促进作用更显著

知识点二　光合作用原理的应用

2．右图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，下列说法最恰当的是                                           (　　)

A．b点的位置不会随环境温度的升高而移动

B．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体

C．其他条件适宜，当植物缺乏Mg时，b点右移

D．c点后的叶片细胞都能进行光反应，从而提高光能利用率

知识点三　化能合成作用

3．如图是铁硫细菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型是             (　　)

A．自养厌氧型     B．异养厌氧型

C．自养需氧型     D．异养需氧型

基础落实

1．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件           (　　)

A．具有NH3和缺氧    B．具有NH3和氧

C．具有硝酸和缺氧    D．具有硝酸和氧

2．在农作物管理中，下列措施可以提高净光合速率的是                      (　　)

①增加光照强度　②增施有机肥　③延长生育期  ④施NH4HCO3

A．①       B．①②③

C．①②④      D．①②

3．在农业生产上，合理密植有助于提高单位面积农作物的产量，其主要原因是   (　　)

A．充分利用阳光     B．充分利用土壤肥力

C．充分利用土壤水分    D．增加了植株的数目

4．自养生物和异养生物的根本区别在于                                    (　　)

A．能否进行有氧呼吸

B．能否进行化能合成作用

C．能否进行光合作用

D．能否将外界无机物合成自身有机物

5．下列关于外界条件对光合作用强度影响的叙述中，正确的是                 (　　)

A．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同

B．温室栽培时，在晴朗的白天适当提高温度，可增加作物的光合作用强度

C．在相同光照和温度条件下，空气中CO2浓度越高，光合作用强度越大

D．若土壤中缺乏N、P、Mg等元素，农作物的光合作用强度不会受影响

6.如图所示某植物光合速率和呼吸速率随温度而变化的走势。相关叙述错误的是                                               (　　)

A．曲线A表示植株同化CO2的总量

B．净光合产量最大时的呼吸也最强

C．保持一定的昼夜温差有利于提高产量

D．光合作用和细胞呼吸的酶具有不同的最适温度

能力提升

7．若下图甲表示某地夏季一密闭大棚内一昼夜间CO2浓度的变化，而图乙表示棚内植株在b点时，消耗的CO2总量与消耗的O2总量之比(体积比)，其中正确的是         (　　)

8．在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量(有机物积累量)的关系如图所示。理论上某种植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是     (　　)

A．若a点在a2，b点在b2时  B．若a点在a1，b点在b1时

C．若a点在a2，b点在b1时  D．若a点在a1，b点在b2时

9．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是                    (　　)

A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率

B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率

C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵

D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

10．将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光强相同)，测其重量变化。得到如下表的数据。可以得出的结论是                    (　　)

A .该植物光合作用的最适温度约是27℃

B．该植物呼吸作用的最适温度约是29℃

C．27～29℃下的净光合速率相等

D．30℃下的真正光合速率为2 mg/h

综合拓展

11．某校兴趣小组的同学利用下列装置研究温度和光照强度对光合作用的影响。实验过程用同种、状况相同的若干新鲜叶片，分别在15℃和25℃的环境中，测定了不同光照强度(klx)下，某种植物光合作用中氧气的释放速率(mL/h)，CO2浓度适宜，通过缓冲液调节密闭小室内CO2浓度的相对恒定。对相应装置精确测量的结果如下表，请分析回答：

(1)在绿色植物的光合作用过程中，氧气是在__________阶段产生的，该阶段进行的场所是____________________。装置液滴右移的生理原因是_____________________________。

(2)装置置于25℃环境下时，有同学认为液滴移动的量不一定真实地代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的______________会导致密闭小室内气体物理性膨胀。因此，实验方案应再作相应完善。

(3)15℃的环境中，光照强度为2.5 klx时，该植物光合作用产生O2的速率是____________。

(4)15℃的环境中，光照强度为1.5 klx时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是____________，当光照强度为4.0 klx时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是__________。

答案  知识清单

一、1.(1)单位时间　糖类　(2)原料消耗或产物生成

2．(1)CO2　(2)水分　(3)长短与强弱　(4)温度

3．绿叶　气体(O2)　内部气体逸出　黑暗　沉到水底  富含CO2　强、中、弱　同一时间段　浮起

二、1.(1)某些无机物　制造有机物　(2)NH3　CO2和H2O　2.(1)无机物　①光合作用　②化能合成作用　(2)现成有机物

对点训练

1．D　[本题的解题关键是：在二氧化碳浓度相同的情况下，比较温度对光合速率的影响，或在温度相同的情况下，比较二氧化碳浓度对光合速率的影响。据图可知：温度较高或二氧化碳浓度较高的情况下，光合速率随光强度的变化比较显著，A正确。从单一变量角度分析，降低温度、二氧化碳浓度或光强度中的任一因素都会降低光合速率，B正确。图中只涉及两个温度，无法确定黄瓜光合速率的最适温度，C正确。从图中曲线可以看出，二氧化碳从低浓度到高浓度比温度从20℃升高到30℃对光合速率的促进作用更显著，故D错。]

方法点拨　影响光合作用的多种因素的解题规律

对于光合作用的影响因素及应用的考查，题型多为运用坐标曲线图展现影响光合作用的因素，同时兼顾对不同种类植物光合曲线的理解与分析，以考查学生识图能力及运用光合作用有关知识分析问题的能力。做题时要特别注意一些重要的知识点、曲线中重要的拐点等。如下图所示，在斜线上升段某点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当在水平线段某点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高除横坐标以外的其他因子。

2．C　[本题考查影响光合作用与呼吸作用的因素。当温度升高时，与光合作用和呼吸作用有关的酶的活性都增强，但对温度的敏感性不同，从而会使增强的幅度不同，因此会使b点发生移动。当光合酶更敏感时，b点左移；当呼吸酶更敏感时，b点右移。在a点时不进行光合作用，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。当植物缺乏Mg时，由于叶绿素合成不足，导致光合作用减弱，而要使光合作用与呼吸作用达到平衡，可以通过提高光照强度来达到目的。c点为光饱和点，光能利用率已经达到最大，无法再提高。]

3．C

本题主要考查化能合成作用的应用。

知识链接　生物新陈代谢的类型

课后作业

1．B　[硝化细菌是自养需氧型生物，通过化能合成作用合成有机物，即在有氧条件下，利用NH3氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化为硝酸的过程中放出的能量来合成有机物。]

2．C　[影响光合速率的外界因素通常为CO2浓度和光照强度，增施有机肥和NH4HCO3都会提高CO2的浓度，从而提高光合速率。延长生育期可提高光合产量，但不能提高光合速率。]

3．A　[在一定面积的土地上，为了提高农作物的产量，应该让阳光尽量多地照射到农作物上，尽量少照射到空地上，并且要尽量避免农作物互相遮光。这就是说种植农作物既不能过稀，又不能过密，应该合理密植，使农作物充分进行光合作用，以达到提高单位面积农作物的产量的目的。]

4．D　[自养生物能把外界无机物合成自身有机物；而异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。]

5．B　[不同植物对光照的需求不同，因此，在相同光照下， 不同植物的光合作用强度不同；在一定范围内增加CO2浓度可增强光合作用，但超过一定范围后，光合作用反而会降低；N、P、Mg等元素是光合作用正常进行的必需元素，缺乏时会影响光合作用。]

6．B　[图中曲线A表示真正光合速率，即植株同化CO2的总量。曲线C表示植株的呼吸速率。曲线B则是真正光合速率与呼吸速率的差值，即净光合速率。由图可知净光合速率约是在20℃左右达到最大，而20℃左右时的呼吸速率还比较低。由曲线A和C比较可知，光合作用和细胞呼吸的酶具有不同的最适温度。]

7．B　[图甲b点之前，大棚内CO2浓度逐渐增加，b点之后大棚的CO2浓度开始下降，说明b点时棚内植株光合作用的强度等于呼吸作用的强度，即消耗的CO2总量与消耗的O2总量相等，其体积比为1∶1。]

8．D　[a点为CO2的补偿点，即在a点浓度时的光合速率等于呼吸速率。若植物能更有效地利用CO2，则CO2浓度在低于a点时的光合速率已等于呼吸速率了，即a点向左移动。若使光合产量高于m点，显然需要比b点时浓度高的CO2。]

9．D　[a产生的CO2与酒精量相等，所以只进行无氧呼吸；b中产生的CO2量比酒精的量多6 mol，为有氧呼吸产CO2的量，故有氧呼吸耗葡萄糖1 mol，而无氧呼吸耗葡萄糖量＝3.25 mol，有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c中有氧呼吸耗葡萄糖量＝mol，无氧呼吸耗葡萄糖量为＝3 mol，故C错误。]

10．B　[绿叶在黑暗中只进行呼吸作用消耗有机物，29℃时消耗的有机物最多，故为其最适温度。光照下绿叶光合、呼吸都进行，这样暗处理1 h，再光照1 h，即光合作用1 h，呼吸作用进行了2 h，所以不同温度下真正光合速率分别是27℃→5 mg,28℃→7 mg,29℃→9 mg,30℃→3 mg；净光合速率分别是4 mg、5 mg、6 mg、2 mg。所以，只有B项正确。]

11．(1)光反应　叶绿体的类囊体薄膜上　光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量　(2)温度变化(上升)  (3)40 mL/h　(4)光照强度　温度

解析　缓冲液的作用是调节密闭小室内CO2浓度的相对恒定，液滴的移动代表了O2的产生与消耗情况，即光合作用产生O2量－有氧呼吸消耗O2量。(1)装置液滴右移，说明密闭小室内气体量增多，光合作用产生O2量－有氧呼吸消耗O2量>0，即光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量。(2)一定的光照能引起温度的变化，导致密闭小室内气体变化，影响实验结果。(3)15℃的环境中，光照强度为0时的O2变化量代表了呼吸强度，即10 mL/h；光照强度为2.5 klx时，净光合作用强度为30 mL/h，所以光合作用产生O2的速率是30＋10＝40 (mL/h)。(4)15℃的环境中，光照强度为1.5 klx时，随着光照强度的增加，光合作用强度也增加，说明限制该植物光合作用强度的主要环境因素是光照强度；光照强度为4.0 klx时，随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加，说明限制该植物光合作用强度的主要环境因素不是光照强度，又由于CO2浓度适宜且恒定，故限制因素应是温度。