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2019-2020年高中生物 第四章 第20課時(shí) 光合作用（二）課時(shí)作業(yè)（含解析）蘇教版必修1 目標(biāo)導(dǎo)航　1.概述光合作用的過程。2.舉例說明影響光合作用的環(huán)境因素。 一、光合作用的過程 1．光合作用的過程 (1)光反應(yīng)階段 ①條件：________________。 ②場所：________________。 ③物質(zhì)變化 ④能量變化：________________________。 (2)暗反應(yīng)階段 ①條件：________________。 ②場所：________________。 ④能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能→(CH2O)中________________。 2．光合作用反應(yīng)式：__________________________________________ 二、影響光合作用的環(huán)境因素 1．寫出影響光合作用的環(huán)境因素：____、________、______等。 2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過________________、________________和________________________途徑提高光能利用率。 知識點(diǎn)一　光合作用的過程 1．如圖表示某植物體內(nèi)的某些代謝過程，據(jù)圖回答下列問題： (1)③過程為________________，②過程為______________，①過程進(jìn)行的場所是__________________。 (2)在此過程中可以產(chǎn)生還原氫的有________(填圖中數(shù)字)，需要消耗還原氫的是________(填圖中數(shù)字)。 (3)假如白天突然中斷了二氧化碳的供應(yīng)，則C5的含量會________。 (4)適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，測定該植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度，結(jié)果如下表。表中負(fù)值表示二氧化碳釋放量，正值表示二氧化碳吸收量。 光照強(qiáng)度(klx) 2.0 4.0 6.0 8.0 9.0 10.0 光合作用速度 [CO2mg/ (100 cm2h)] －2.0 2.0 6.0 10.0 12.0 12.0 光照強(qiáng)度在0～9 klx范圍內(nèi)，光合作用速度主要受____________影響；超過9 klx時(shí)，光合作用速度主要受________________影響。當(dāng)光照強(qiáng)度為8 klx時(shí)，葉綠體中ADP的移動方向?yàn)開_____________________________________。 知識點(diǎn)二　影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素 2．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)度對光合速率的影響比較顯著 B．從圖中曲線可以看出，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．從圖中曲線變化情況看，無法確定黃瓜光合速率的最適溫度 D．從圖中曲線可以看出，溫度從20℃升高到30℃比二氧化碳從低濃度到高濃度對光合速率的促進(jìn)作用更顯著 基礎(chǔ)落實(shí) 1．葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所。下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是 (　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 2．光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．光反應(yīng)不需要酶，暗反應(yīng)需要酶 B．光反應(yīng)消耗水，暗反應(yīng)消耗ATP C．光反應(yīng)固定CO2，暗反應(yīng)還原CO2 D．光反應(yīng)儲存能量，暗反應(yīng)釋放能量 3．在葉綠體中，[H]和ADP的運(yùn)動方向是 (　　) A．[H]和ADP同時(shí)由類囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動 B．[H]和ADP同時(shí)由葉綠體基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)動 C．[H]由類囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動，ADP的運(yùn)動方向正好相反 D．ADP由類囊體膜向葉綠體基質(zhì)運(yùn)動，[H]的運(yùn)動方向正好相反 4．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 5．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．能否將外界無機(jī)物合成自身有機(jī)物 6．將小球藻培養(yǎng)液放在明亮處一段時(shí)間后，向其中滴加酚酞指示劑(遇堿變紅)，培養(yǎng)液變?yōu)榧t色；若將此培養(yǎng)液分為兩份，一份放在暗處，一份放在明處，結(jié)果放在明處的仍為紅色，而放在暗處的又恢復(fù)為原色，其原因是 (　　) A．光合作用產(chǎn)生了O2 B．細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2 C．光合作用消耗了O2 D．光合作用消耗了CO2 7．下列關(guān)于光合作用的敘述中，錯(cuò)誤的 (　　) A．水的光解發(fā)生在葉綠體基粒的類囊體膜上 B．光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要有許多酶參與催化 C．光合作用的暗反應(yīng)階段需要在黑暗處進(jìn)行 D．溫度降到0℃，仍有植物能進(jìn)行光合作用 能力提升 8．如圖是夏季晴朗的一天中，某綠色植物體內(nèi)C3和C5兩種化合物相對含量的變化曲線圖，有人據(jù)圖做出了如下分析和判斷，其中正確的是 (　　) A．m表示C5，因?yàn)橐归g葉綠體不能產(chǎn)生ATP和[H]，C5因缺少ATP不能與CO2結(jié)合而積累 B．在5～9時(shí)，光合作用的最大限制因子是溫度，11～15時(shí)最大的限制因子是光照和CO2 C．16～20時(shí)兩種物質(zhì)含量變化的主要原因是環(huán)境因素的改變引起植物氣孔開放和ATP、[H]生成減少 D．環(huán)境因素的變化引起植物呼吸作用增強(qiáng)產(chǎn)生較多的CO2是16～20時(shí)兩種物質(zhì)含量變化的主要原因 9．如圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布。在圖示結(jié)構(gòu)上 (　　) A．生物膜為葉綠體內(nèi)膜 B．可完成光合作用的全過程 C．發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是光能→電能→化學(xué)能 D．產(chǎn)生的ATP可用于植物體內(nèi)的各項(xiàng)生理活動 10．如圖所示為研究光照強(qiáng)度和CO2濃度對某植物光合作用速率的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是 (　　) A．曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C3濃度升高 B．曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，葉綠體中C5濃度升高 C．在一定范圍內(nèi)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度，有利于提高光合作用強(qiáng)度 D．曲線中c點(diǎn)產(chǎn)生的限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量 11．為了探究光合作用，生物小組的同學(xué)把菠菜葉磨碎，分離出細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和全部葉綠體。然后又把部分葉綠體磨碎分離出基粒和葉綠體基質(zhì)，分別裝在四支試管內(nèi)(如圖所示)，并進(jìn)行光照。問：哪一支試管能檢測到光合作用光反應(yīng)階段的過程并且檢測不到暗反應(yīng)階段的過程 (　　) 12．在正常條件下進(jìn)行光合作用的某植物，當(dāng)突然改變某條件后，即可發(fā)現(xiàn)其葉肉細(xì)胞內(nèi)五碳化合物含量突然上升，則改變的條件是 (　　) A．停止光照 B．停止光照并降低二氧化碳濃度 C．升高二氧化碳濃度 D．降低二氧化碳濃度 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 綜合拓展 13．下圖中甲圖表示植物光合速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線，乙圖表示植物在不同外界環(huán)境條件下，光合速率受CO2濃度影響的變化曲線。據(jù)圖回答問題： (1)乙圖中，a點(diǎn)對應(yīng)條件下，葉肉細(xì)胞中C3含量______于b點(diǎn)；c點(diǎn)對應(yīng)條件下，葉肉細(xì)胞中C5含量__________于b點(diǎn)；結(jié)合甲圖信息，d點(diǎn)對應(yīng)條件下，葉肉細(xì)胞中C5含量______于c點(diǎn)。 (2)根據(jù)甲圖信息，乙圖中的n線與k線應(yīng)重合，而實(shí)際情況不是這樣的。寫出一個(gè)引起乙圖中陰影顯示的差距的主要外界因素是________。 (3)綜合上述分析，影響植物光合速率的因素包括________________________。 答案 課前預(yù)習(xí) 一、1.(1)①光、色素、酶?、陬惸殷w的膜上?、跦2O2[H]＋1/2O2　ADP＋PiATP?、芄饽堋鶤TP中活躍的化學(xué)能　(2)①[H]、ATP、酶　②葉綠體基質(zhì)中 ③CO2＋C52C3　C3＋[H](CH2O)＋C5 ④穩(wěn)定的化學(xué)能　2.CO2＋H2O(CH2O)＋O2 二、1.光　CO2濃度　溫度　2.延長光照時(shí)間　增加光照面積　增強(qiáng)光合作用效率等 課堂應(yīng)用 1．(1)二氧化碳的固定　C3的還原　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (2)①④　②　(3)增加　(4)光照強(qiáng)度　二氧化碳的濃度　從葉綠體基質(zhì)向類囊體膜上移動 解析　分析圖形可知，③過程為二氧化碳的固定，②過程為C3的還原，需要消耗還原氫。①④過程為有氧呼吸的第一、第二階段，都能產(chǎn)生還原氫，其中①過程的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。X物質(zhì)為C3，Y為丙酮酸。分析表中數(shù)據(jù)可知：在0～9 klx范圍內(nèi)，光合作用速度隨光照強(qiáng)度的增大而增大，此時(shí)主要受光照強(qiáng)度的影響；超過9 klx時(shí)，光照強(qiáng)度增大而光合作用速度不再增大，此時(shí)主要受二氧化碳濃度的影響。ADP在光合作用的暗反應(yīng)階段葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生，而ADP主要用于ATP的合成，此過程在光反應(yīng)階段葉綠體類囊體膜上進(jìn)行，因此光合作用過程中ADP的移動方向?yàn)閺娜~綠體基質(zhì)向類囊體膜上移動。 知識鏈接　光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的比較 　　階段 項(xiàng)目　　 光反應(yīng)階段 暗反應(yīng)階段 所需條件 必須有光、酶 有光無光均可、酶 進(jìn)行場所 基粒類囊體膜上 葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 ①水的分解 H2O[H]＋O2 ②ATP的形成 ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定 CO2＋C52C3 ②C3的還原 2C3C6H12O6 能量轉(zhuǎn)換 光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和[H]中活躍的化學(xué)能 ATP和[H]中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]，在暗反應(yīng)階段用于還原C3 能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP和[H]，在暗反應(yīng)階段中將其儲存的化學(xué)能釋放出來，還原C3形成糖類，活躍的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為糖類中的化學(xué)能 2.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降低光合速率，B正確。圖中只涉及兩個(gè)溫度，無法確定黃瓜光合速率的最適溫度，C正確。從圖中曲線可以看出，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)曲線圖展現(xiàn)影響光合作用的因素，同時(shí)兼顧對不同種類植物光合曲線的理解與分析，以考查學(xué)生識圖能力及運(yùn)用光合作用有關(guān)知識分析問題的能力。做題時(shí)要特別注意一些重要的知識點(diǎn)、曲線中重要的拐點(diǎn)等。如下圖所示，在斜線上升段某點(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。 課后作業(yè) 1．D　[葉綠體中的色素分布在類囊體膜上；色素吸收光能后，在類囊體膜上將水分解成[H]和O2；CO2從氣孔進(jìn)入后，與C5結(jié)合生成C3的過程稱為CO2的固定，此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；C3在[H]和ATP的參與下被還原生成有機(jī)物，此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。] 2．B　[光反應(yīng)進(jìn)行的條件是需要水、光照、酶和色素，暗反應(yīng)進(jìn)行的條件是需要ATP、酶和[H]。] 3．C　[[H]在葉綠體類囊體膜上產(chǎn)生，在葉綠體基質(zhì)中被利用；ADP在葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生，在類囊體膜上被利用。] 4．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。這就是說種植農(nóng)作物既不能過稀，又不能過密，應(yīng)該合理密植，使農(nóng)作物充分利用陽光進(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。] 5．D　[自養(yǎng)生物能把外界無機(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)物來維持自身的生命活動。] 6．D　[將小球藻培養(yǎng)液放在明亮處，小球藻進(jìn)行光合作用消耗CO2，pH升高，培養(yǎng)液呈堿性，指示劑仍為紅色；將小球藻培養(yǎng)液放在黑暗處，小球藻進(jìn)行細(xì)胞呼吸放出CO2，pH降低，培養(yǎng)液呈酸性，紅色消失。] 7．C　[解此題首先應(yīng)分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)發(fā)生的場所及條件。水的分解發(fā)生在光反應(yīng)階段，而光反應(yīng)需要色素吸收光能，色素分布在類囊體膜上，因此水的分解發(fā)生在類囊體膜上。光反應(yīng)中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都需要許多酶的催化。光反應(yīng)必須在光下進(jìn)行，但暗反應(yīng)不需要光，有沒有光都能進(jìn)行。當(dāng)溫度降到0℃時(shí)，仍有許多植物能進(jìn)行光合作用。] 8．C　[必須先讀懂兩條形態(tài)相似、變化相反曲線的意義，運(yùn)用光合作用過程中物質(zhì)、能量及影響因素等方面的規(guī)律審題，進(jìn)行綜合分析，才能正確做出選擇。題干提示兩條曲線是關(guān)于光合作用過程中，兩種化合物相對含量的變化，因此，緊扣C3和C5相互轉(zhuǎn)化的條件和因果關(guān)系是解題的出發(fā)點(diǎn)。 早上有光照后，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]增多，C3被還原而減少，C5則增多；傍晚光照減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]減少，C3增多，C5則減少，所以m表示C3，n表示C5。CO2的固定不需要ATP，在5～9時(shí)，光合作用的最大限制因子是光照而不是溫度，11～15時(shí)最大的限制因子不是光照，而是CO2。] 9．C　[由圖可知，該膜結(jié)構(gòu)上可完成光能的吸收和轉(zhuǎn)化過程，即該膜結(jié)構(gòu)為葉綠體類囊體膜，在這里可以完成光反應(yīng)過程，能完成光能→電能→化學(xué)能為能量轉(zhuǎn)化，該過程所產(chǎn)生的ATP全部用于光合作用的暗反應(yīng)。] 10．A　[當(dāng)曲線中a點(diǎn)轉(zhuǎn)向b點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度增加，在其他條件不變時(shí)產(chǎn)生的[H]和ATP的量增加，C3的還原加快，CO2的固定不變，所以C3的濃度應(yīng)該下降。當(dāng)曲線中b點(diǎn)轉(zhuǎn)向d點(diǎn)時(shí)，光照強(qiáng)度不變，CO2濃度下降，CO2的固定下降，消耗的C5減少，而C5還在不斷地產(chǎn)生，所以C5的濃度升高。從圖中可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度和CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)度增加，所以C項(xiàng)正確。到達(dá)c點(diǎn)時(shí)， 在較高CO2濃度下，增加光照強(qiáng)度后，光合作用強(qiáng)度不變，說明其限制因素可能是葉綠體中酶的數(shù)量。] 11．D　[光反應(yīng)階段的場所是葉綠體類囊體膜；B、D中均有此結(jié)構(gòu)，所以能檢測到光反應(yīng)的過程。而暗反應(yīng)階段的場所是葉綠體基質(zhì)，在B、C中均能檢測到。綜合起來，D符合。] 12．D　[二氧化碳是暗反應(yīng)進(jìn)行的條件之一，如果二氧化碳減少，自然就不能順利地形成C3，已有的C3仍會通過C3的還原途徑而生成C5。這樣C3減少，C5形成后卻不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，于是就積累起來。] 13．(1)低　高　約等　(2)溫度　(3)光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度 解析　由反應(yīng)式：CO2＋C52C3和2C3(CH2O)可知：一定范圍內(nèi)的CO2濃度增加可以使細(xì)胞中C3增加；一定范圍內(nèi)的光照增強(qiáng)會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)C5增加。甲圖信息顯示：只考慮光照的影響，光照強(qiáng)度由n增加到k時(shí)，光合速率幾乎不變，而乙圖的變化應(yīng)是光照之外的其他因素引起，比如溫度等。 思路導(dǎo)引　本題以曲線圖形式考查影響光合作用的因素(光照強(qiáng)度和CO2濃度)，考查同學(xué)們從圖示獲取信息的能力，以及運(yùn)用光合作用過程分析解決問題的能力。乙圖涉及CO2濃度和光照強(qiáng)度兩個(gè)實(shí)驗(yàn)變量，分析時(shí)要遵循單一變量原則。