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2019-2020年高中生物 第五章 第24課時(shí) 光合作用原理的應(yīng)用與化能合成作用課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1 目標(biāo)導(dǎo)航　1.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。2.說(shuō)出光合作用原理的應(yīng)用。3.簡(jiǎn)述化能合成作用。 一、光合作用原理的應(yīng)用 1．光合作用強(qiáng)度的概念及表示方法 (1)概念：植物在____________內(nèi)通過(guò)光合作用制造________的數(shù)量。 (2)表示方法：用一定時(shí)間內(nèi)__________________________的數(shù)量來(lái)定量表示。 2．影響因素 (1)空氣中________濃度。 (2)土壤中________的多少。 (3)光照的______________及光的成分。 (4)________的高低。 3．探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響的實(shí)驗(yàn)流程 二、化能合成作用 1．化能合成作用 (1)概念：利用體外環(huán)境中的______________氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)______________。 (2)實(shí)例：硝化細(xì)菌，能利用氧化________釋放的化學(xué)能將______________合成為糖類(lèi)，供自身利用。 2．自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物 (1)自養(yǎng)生物：能將無(wú)機(jī)環(huán)境中的__________轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的生物。 ①進(jìn)行____________的生物：如綠色植物。 ②進(jìn)行________________的生物：如硝化細(xì)菌。 (2)異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中______________來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。如人、動(dòng)物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌。 知識(shí)點(diǎn)一　影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素 1．科學(xué)家在兩種二氧化碳濃度和兩個(gè)溫度條件下，研究了不同光強(qiáng)度對(duì)黃瓜光合速率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，以下相關(guān)敘述中不正確的是 (　　) A．從圖中曲線(xiàn)可以看出，在溫度較高或二氧化碳濃度較高的情況下，光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響比較顯著 B．從圖中曲線(xiàn)可以看出，環(huán)境因素中的溫度、二氧化碳濃度或光強(qiáng)度的降低都能減弱光合作用 C．從圖中曲線(xiàn)變化情況看，無(wú)法確定黃瓜光合速率的最適溫度 D．從圖中曲線(xiàn)可以看出，溫度從20℃升高到30℃比二氧化碳從低濃度到高濃度對(duì)光合速率的促進(jìn)作用更顯著 知識(shí)點(diǎn)二　光合作用原理的應(yīng)用 2．右圖表示20℃時(shí)玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，下列說(shuō)法最恰當(dāng)?shù)氖? (　　) A．b點(diǎn)的位置不會(huì)隨環(huán)境溫度的升高而移動(dòng) B．a(chǎn)點(diǎn)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線(xiàn)粒體 C．其他條件適宜，當(dāng)植物缺乏Mg時(shí)，b點(diǎn)右移 D．c點(diǎn)后的葉片細(xì)胞都能進(jìn)行光反應(yīng)，從而提高光能利用率 知識(shí)點(diǎn)三　化能合成作用 3．如圖是鐵硫細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生的生化反應(yīng)，據(jù)此判斷其代謝類(lèi)型是 (　　) A．自養(yǎng)厭氧型 B．異養(yǎng)厭氧型 C．自養(yǎng)需氧型 D．異養(yǎng)需氧型 基礎(chǔ)落實(shí) 1．硝化細(xì)菌通過(guò)化能合成作用形成有機(jī)物，需要下列哪種環(huán)境條件 (　　) 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．在農(nóng)作物管理中，下列措施可以提高凈光合速率的是 (　　) ①增加光照強(qiáng)度　②增施有機(jī)肥?、垩娱L(zhǎng)生育期 ④施NH4HCO3 A．① B．①②③ C．①②④ D．①② 3．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，合理密植有助于提高單位面積農(nóng)作物的產(chǎn)量，其主要原因是 (　　) A．充分利用陽(yáng)光 B．充分利用土壤肥力 C．充分利用土壤水分 D．增加了植株的數(shù)目 4．自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的根本區(qū)別在于 (　　) A．能否進(jìn)行有氧呼吸 B．能否進(jìn)行化能合成作用 C．能否進(jìn)行光合作用 D．能否將外界無(wú)機(jī)物合成自身有機(jī)物 5．下列關(guān)于外界條件對(duì)光合作用強(qiáng)度影響的敘述中，正確的是 (　　) A．在相同光照條件下，各種植物的光合作用強(qiáng)度相同 B．溫室栽培時(shí)，在晴朗的白天適當(dāng)提高溫度，可增加作物的光合作用強(qiáng)度 C．在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2濃度越高，光合作用強(qiáng)度越大 D．若土壤中缺乏N、P、Mg等元素，農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度不會(huì)受影響 6.如圖所示某植物光合速率和呼吸速率隨溫度而變化的走勢(shì)。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A．曲線(xiàn)A表示植株同化CO2的總量 B．凈光合產(chǎn)量最大時(shí)的呼吸也最強(qiáng) C．保持一定的晝夜溫差有利于提高產(chǎn)量 D．光合作用和細(xì)胞呼吸的酶具有不同的最適溫度 能力提升 7．若下圖甲表示某地夏季一密閉大棚內(nèi)一晝夜間CO2濃度的變化，而圖乙表示棚內(nèi)植株在b點(diǎn)時(shí)，消耗的CO2總量與消耗的O2總量之比(體積比)，其中正確的是 (　　) 8．在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產(chǎn)量(有機(jī)物積累量)的關(guān)系如圖所示。理論上某種植物能更有效地利用CO2，使光合產(chǎn)量高于m點(diǎn)的選項(xiàng)是 (　　) A．若a點(diǎn)在a2，b點(diǎn)在b2時(shí) B．若a點(diǎn)在a1，b點(diǎn)在b1時(shí) C．若a點(diǎn)在a2，b點(diǎn)在b1時(shí) D．若a點(diǎn)在a1，b點(diǎn)在b2時(shí) 9．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可得出的結(jié)論是 (　　) 氧濃度(%) a b c d 產(chǎn)生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol 產(chǎn)生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol A.a濃度時(shí)酵母菌有氧呼吸速率等于無(wú)氧呼吸速率 B．b濃度時(shí)酵母菌有氧呼吸速率大于無(wú)氧呼吸速率 C．c濃度時(shí)有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵 D．d濃度時(shí)酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸未進(jìn)行無(wú)氧呼吸 10．將狀況相同的某種綠葉分成四等組，在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光強(qiáng)相同)，測(cè)其重量變化。得到如下表的數(shù)據(jù)?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是 (　　) 組別 一 二 三 四 溫度/℃ 27 28 29 30 暗處理后重量變化/mg －1 －2 －3 －1 光照后與暗處理前重量變化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 A .該植物光合作用的最適溫度約是27℃ B．該植物呼吸作用的最適溫度約是29℃ C．27～29℃下的凈光合速率相等 D．30℃下的真正光合速率為2 mg/h 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 綜合拓展 11．某校興趣小組的同學(xué)利用下列裝置研究溫度和光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程用同種、狀況相同的若干新鮮葉片，分別在15℃和25℃的環(huán)境中，測(cè)定了不同光照強(qiáng)度(klx)下，某種植物光合作用中氧氣的釋放速率(mL/h)，CO2濃度適宜，通過(guò)緩沖液調(diào)節(jié)密閉小室內(nèi)CO2濃度的相對(duì)恒定。對(duì)相應(yīng)裝置精確測(cè)量的結(jié)果如下表，請(qǐng)分析回答： (1)在綠色植物的光合作用過(guò)程中，氧氣是在__________階段產(chǎn)生的，該階段進(jìn)行的場(chǎng)所是____________________。裝置液滴右移的生理原因是_____________________________。 (2)裝置置于25℃環(huán)境下時(shí)，有同學(xué)認(rèn)為液滴移動(dòng)的量不一定真實(shí)地代表光合作用釋放O2的量，因?yàn)楣庹找鸬腳_____________會(huì)導(dǎo)致密閉小室內(nèi)氣體物理性膨脹。因此，實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)再作相應(yīng)完善。 (3)15℃的環(huán)境中，光照強(qiáng)度為2.5 klx時(shí)，該植物光合作用產(chǎn)生O2的速率是____________。 (4)15℃的環(huán)境中，光照強(qiáng)度為1.5 klx時(shí)，限制該植物光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是____________，當(dāng)光照強(qiáng)度為4.0 klx時(shí)，限制該植物光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是__________。 答案 知識(shí)清單 一、1.(1)單位時(shí)間　糖類(lèi)　(2)原料消耗或產(chǎn)物生成 2．(1)CO2　(2)水分　(3)長(zhǎng)短與強(qiáng)弱　(4)溫度 3．綠葉　氣體(O2)　內(nèi)部氣體逸出　黑暗　沉到水底 富含CO2　強(qiáng)、中、弱　同一時(shí)間段　浮起 二、1.(1)某些無(wú)機(jī)物　制造有機(jī)物　(2)NH3　CO2和H2O　2.(1)無(wú)機(jī)物?、俟夂献饔谩、诨芎铣勺饔谩?2)現(xiàn)成有機(jī)物 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1．D　[本題的解題關(guān)鍵是：在二氧化碳濃度相同的情況下，比較溫度對(duì)光合速率的影響，或在溫度相同的情況下，比較二氧化碳濃度對(duì)光合速率的影響。據(jù)圖可知：溫度較高或二氧化碳濃度較高的情況下，光合速率隨光強(qiáng)度的變化比較顯著，A正確。從單一變量角度分析，降低溫度、二氧化碳濃度或光強(qiáng)度中的任一因素都會(huì)降低光合速率，B正確。圖中只涉及兩個(gè)溫度，無(wú)法確定黃瓜光合速率的最適溫度，C正確。從圖中曲線(xiàn)可以看出，二氧化碳從低濃度到高濃度比溫度從20℃升高到30℃對(duì)光合速率的促進(jìn)作用更顯著，故D錯(cuò)。] 方法點(diǎn)撥　影響光合作用的多種因素的解題規(guī)律 對(duì)于光合作用的影響因素及應(yīng)用的考查，題型多為運(yùn)用坐標(biāo)曲線(xiàn)圖展現(xiàn)影響光合作用的因素，同時(shí)兼顧對(duì)不同種類(lèi)植物光合曲線(xiàn)的理解與分析，以考查學(xué)生識(shí)圖能力及運(yùn)用光合作用有關(guān)知識(shí)分析問(wèn)題的能力。做題時(shí)要特別注意一些重要的知識(shí)點(diǎn)、曲線(xiàn)中重要的拐點(diǎn)等。如下圖所示，在斜線(xiàn)上升段某點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)在水平線(xiàn)段某點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可適當(dāng)提高除橫坐標(biāo)以外的其他因子。 2．C　[本題考查影響光合作用與呼吸作用的因素。當(dāng)溫度升高時(shí)，與光合作用和呼吸作用有關(guān)的酶的活性都增強(qiáng)，但對(duì)溫度的敏感性不同，從而會(huì)使增強(qiáng)的幅度不同，因此會(huì)使b點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)光合酶更敏感時(shí)，b點(diǎn)左移；當(dāng)呼吸酶更敏感時(shí)，b點(diǎn)右移。在a點(diǎn)時(shí)不進(jìn)行光合作用，所以產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線(xiàn)粒體。當(dāng)植物缺乏Mg時(shí)，由于葉綠素合成不足，導(dǎo)致光合作用減弱，而要使光合作用與呼吸作用達(dá)到平衡，可以通過(guò)提高光照強(qiáng)度來(lái)達(dá)到目的。c點(diǎn)為光飽和點(diǎn)，光能利用率已經(jīng)達(dá)到最大，無(wú)法再提高。] 3．C 本題主要考查化能合成作用的應(yīng)用。 知識(shí)鏈接　生物新陳代謝的類(lèi)型 課后作業(yè) 1．B　[硝化細(xì)菌是自養(yǎng)需氧型生物，通過(guò)化能合成作用合成有機(jī)物，即在有氧條件下，利用NH3氧化成亞硝酸，進(jìn)而將亞硝酸氧化為硝酸的過(guò)程中放出的能量來(lái)合成有機(jī)物。] 2．C　[影響光合速率的外界因素通常為CO2濃度和光照強(qiáng)度，增施有機(jī)肥和NH4HCO3都會(huì)提高CO2的濃度，從而提高光合速率。延長(zhǎng)生育期可提高光合產(chǎn)量，但不能提高光合速率。] 3．A　[在一定面積的土地上，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，應(yīng)該讓陽(yáng)光盡量多地照射到農(nóng)作物上，盡量少照射到空地上，并且要盡量避免農(nóng)作物互相遮光。這就是說(shuō)種植農(nóng)作物既不能過(guò)稀，又不能過(guò)密，應(yīng)該合理密植，使農(nóng)作物充分進(jìn)行光合作用，以達(dá)到提高單位面積農(nóng)作物的產(chǎn)量的目的。] 4．D　[自養(yǎng)生物能把外界無(wú)機(jī)物合成自身有機(jī)物；而異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來(lái)維持自身的生命活動(dòng)。] 5．B　[不同植物對(duì)光照的需求不同，因此，在相同光照下， 不同植物的光合作用強(qiáng)度不同；在一定范圍內(nèi)增加CO2濃度可增強(qiáng)光合作用，但超過(guò)一定范圍后，光合作用反而會(huì)降低；N、P、Mg等元素是光合作用正常進(jìn)行的必需元素，缺乏時(shí)會(huì)影響光合作用。] 6．B　[圖中曲線(xiàn)A表示真正光合速率，即植株同化CO2的總量。曲線(xiàn)C表示植株的呼吸速率。曲線(xiàn)B則是真正光合速率與呼吸速率的差值，即凈光合速率。由圖可知凈光合速率約是在20℃左右達(dá)到最大，而20℃左右時(shí)的呼吸速率還比較低。由曲線(xiàn)A和C比較可知，光合作用和細(xì)胞呼吸的酶具有不同的最適溫度。] 7．B　[圖甲b點(diǎn)之前，大棚內(nèi)CO2濃度逐漸增加，b點(diǎn)之后大棚的CO2濃度開(kāi)始下降，說(shuō)明b點(diǎn)時(shí)棚內(nèi)植株光合作用的強(qiáng)度等于呼吸作用的強(qiáng)度，即消耗的CO2總量與消耗的O2總量相等，其體積比為1∶1。] 8．D　[a點(diǎn)為CO2的補(bǔ)償點(diǎn)，即在a點(diǎn)濃度時(shí)的光合速率等于呼吸速率。若植物能更有效地利用CO2，則CO2濃度在低于a點(diǎn)時(shí)的光合速率已等于呼吸速率了，即a點(diǎn)向左移動(dòng)。若使光合產(chǎn)量高于m點(diǎn)，顯然需要比b點(diǎn)時(shí)濃度高的CO2。] 9．D　[a產(chǎn)生的CO2與酒精量相等，所以只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；b中產(chǎn)生的CO2量比酒精的量多6 mol，為有氧呼吸產(chǎn)CO2的量，故有氧呼吸耗葡萄糖1 mol，而無(wú)氧呼吸耗葡萄糖量＝3.25 mol，有氧呼吸速率小于無(wú)氧呼吸速率；c中有氧呼吸耗葡萄糖量＝mol，無(wú)氧呼吸耗葡萄糖量為＝3 mol，故C錯(cuò)誤。] 10．B　[綠葉在黑暗中只進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，29℃時(shí)消耗的有機(jī)物最多，故為其最適溫度。光照下綠葉光合、呼吸都進(jìn)行，這樣暗處理1 h，再光照1 h，即光合作用1 h，呼吸作用進(jìn)行了2 h，所以不同溫度下真正光合速率分別是27℃→5 mg,28℃→7 mg,29℃→9 mg,30℃→3 mg；凈光合速率分別是4 mg、5 mg、6 mg、2 mg。所以，只有B項(xiàng)正確。] 11．(1)光反應(yīng)　葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上　光合作用產(chǎn)生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量　(2)溫度變化(上升) (3)40 mL/h　(4)光照強(qiáng)度　溫度 解析　緩沖液的作用是調(diào)節(jié)密閉小室內(nèi)CO2濃度的相對(duì)恒定，液滴的移動(dòng)代表了O2的產(chǎn)生與消耗情況，即光合作用產(chǎn)生O2量－有氧呼吸消耗O2量。(1)裝置液滴右移，說(shuō)明密閉小室內(nèi)氣體量增多，光合作用產(chǎn)生O2量－有氧呼吸消耗O2量>0，即光合作用產(chǎn)生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量。(2)一定的光照能引起溫度的變化，導(dǎo)致密閉小室內(nèi)氣體變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)15℃的環(huán)境中，光照強(qiáng)度為0時(shí)的O2變化量代表了呼吸強(qiáng)度，即10 mL/h；光照強(qiáng)度為2.5 klx時(shí)，凈光合作用強(qiáng)度為30 mL/h，所以光合作用產(chǎn)生O2的速率是30＋10＝40 (mL/h)。(4)15℃的環(huán)境中，光照強(qiáng)度為1.5 klx時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度也增加，說(shuō)明限制該植物光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度；光照強(qiáng)度為4.0 klx時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用強(qiáng)度不再增加，說(shuō)明限制該植物光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素不是光照強(qiáng)度，又由于CO2濃度適宜且恒定，故限制因素應(yīng)是溫度。