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2019-2020年高中生物 第五章 第24課時 光合作用原理的應(yīng)用與化能合成作用課時作業(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度的環(huán)境因素。2.說出光合作用原理的應(yīng)用。3.簡述化能合成作用。 一、光合作用原理的應(yīng)用 1．光合作用強度的概念及表示方法 (1)概念：植物在____________內(nèi)通過光合作用制造________的數(shù)量。 (2)表示方法：用一定時間內(nèi)__________________________的數(shù)量來定量表示。 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．探究光照強弱對光合作用強度的影響的實驗流程 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______________氧化時所釋放的能量來______________。 (2)實例：硝化細(xì)菌，能利用氧化________釋放的化學(xué)能將______________合成為糖類，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______________來維持自身的生命活動。如人、動物、真菌以及大多數(shù)細(xì)菌。 知識點一　影響光合作用強度的環(huán)境因素 1．科學(xué)家在兩種二氧化碳濃度和兩個溫度條件下，研究了不同光強度對黃瓜光合速率的影響，實驗結(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 知識點二　光合作用原理的應(yīng)用 2．右圖表示20℃時玉米光合作用強度與光照強度的關(guān)系，下列說法最恰當(dāng)?shù)氖? (　　) A．b點的位置不會隨環(huán)境溫度的升高而移動 B．a(chǎn)點葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體 C．其他條件適宜，當(dāng)植物缺乏Mg時，b點右移 D．c點后的葉片細(xì)胞都能進(jìn)行光反應(yīng)，從而提高光能利用率 知識點三　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 1．硝化細(xì)菌通過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增加光照強度　②增施有機(jī)肥?、垩娱L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．能否將外界無機(jī)物合成自身有機(jī)物 5．下列關(guān)于外界條件對光合作用強度影響的敘述中，正確的是 (　　) A．在相同光照條件下，各種植物的光合作用強度相同 B．溫室栽培時，在晴朗的白天適當(dāng)提高溫度，可增加作物的光合作用強度 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)作物的光合作用強度不會受影響 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。相關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A．曲線A表示植株同化CO2的總量 B．凈光合產(chǎn)量最大時的呼吸也最強 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點時，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點的選項是 (　　) A．若a點在a2，b點在b2時 B．若a點在a1，b點在b1時 C．若a點在a2，b點在b1時 D．若a點在a1，b點在b2時 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，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通過對表中數(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濃度時酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率 B．b濃度時酵母菌有氧呼吸速率大于無氧呼吸速率 C．c濃度時有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵 D．d濃度時酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸未進(jìn)行無氧呼吸 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(光強相同)，測其重量變化。得到如下表的數(shù)據(jù)。可以得出的結(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 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度對光合作用的影響。實驗過程用同種、狀況相同的若干新鮮葉片，分別在15℃和25℃的環(huán)境中，測定了不同光照強度(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，通過緩沖液調(diào)節(jié)密閉小室內(nèi)CO2濃度的相對恒定。對相應(yīng)裝置精確測量的結(jié)果如下表，請分析回答： (1)在綠色植物的光合作用過程中，氧氣是在__________階段產(chǎn)生的，該階段進(jìn)行的場所是____________________。裝置液滴右移的生理原因是_____________________________。 (2)裝置置于25℃環(huán)境下時，有同學(xué)認(rèn)為液滴移動的量不一定真實地代表光合作用釋放O2的量，因為光照引起的______________會導(dǎo)致密閉小室內(nèi)氣體物理性膨脹。因此，實驗方案應(yīng)再作相應(yīng)完善。 (3)15℃的環(huán)境中，光照強度為2.5 klx時，該植物光合作用產(chǎn)生O2的速率是____________。 (4)15℃的環(huán)境中，光照強度為1.5 klx時，限制該植物光合作用強度的主要環(huán)境因素是____________，當(dāng)光照強度為4.0 klx時，限制該植物光合作用強度的主要環(huán)境因素是__________。 答案 知識清單 一、1.(1)單位時間　糖類　(2)原料消耗或產(chǎn)物生成 2．(1)CO2　(2)水分　(3)長短與強弱　(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、中、弱　同一時間段　浮起 二、1.(1)某些無機(jī)物　制造有機(jī)物　(2)NH3　CO2和H2O　2.(1)無機(jī)物?、俟夂献饔谩、诨芎铣勺饔谩?2)現(xiàn)成有機(jī)物 對點訓(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。] 方法點撥　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，題型多為運用坐標(biāo)曲線圖展現(xiàn)影響光合作用的因素，同時兼顧對不同種類植物光合曲線的理解與分析，以考查學(xué)生識圖能力及運用光合作用有關(guān)知識分析問題的能力。做題時要特別注意一些重要的知識點、曲線中重要的拐點等。如下圖所示，在斜線上升段某點時，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，光合速率不斷提高。當(dāng)在水平線段某點時，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，與光合作用和呼吸作用有關(guān)的酶的活性都增強，但對溫度的敏感性不同，從而會使增強的幅度不同，因此會使b點發(fā)生移動。當(dāng)光合酶更敏感時，b點左移；當(dāng)呼吸酶更敏感時，b點右移。在a點時不進(jìn)行光合作用，所以產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體。當(dāng)植物缺乏Mg時，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，可以通過提高光照強度來達(dá)到目的。c點為光飽和點，光能利用率已經(jīng)達(dá)到最大，無法再提高。] 3．C 本題主要考查化能合成作用的應(yīng)用。 知識鏈接　生物新陳代謝的類型 課后作業(yè) 1．B　[硝化細(xì)菌是自養(yǎng)需氧型生物，通過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程中放出的能量來合成有機(jī)物。] 2．C　[影響光合速率的外界因素通常為CO2濃度和光照強度，增施有機(jī)肥和NH4HCO3都會提高CO2的濃度，從而提高光合速率。延長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。] 5．B　[不同植物對光照的需求不同，因此，在相同光照下， 不同植物的光合作用強度不同；在一定范圍內(nèi)增加CO2濃度可增強光合作用，但超過一定范圍后，光合作用反而會降低；N、P、Mg等元素是光合作用正常進(jìn)行的必需元素，缺乏時會影響光合作用。] 6．B　[圖中曲線A表示真正光合速率，即植株同化CO2的總量。曲線C表示植株的呼吸速率。曲線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℃左右時的呼吸速率還比較低。由曲線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點之前，大棚內(nèi)CO2濃度逐漸增加，b點之后大棚的CO2濃度開始下降，說明b點時棚內(nèi)植株光合作用的強度等于呼吸作用的強度，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點為CO2的補償點，即在a點濃度時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點時的光合速率已等于呼吸速率了，即a點向左移動。若使光合產(chǎn)量高于m點，顯然需要比b點時濃度高的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，而無氧呼吸耗葡萄糖量＝3.25 mol，有氧呼吸速率小于無氧呼吸速率；c中有氧呼吸耗葡萄糖量＝mol，無氧呼吸耗葡萄糖量為＝3 mol，故C錯誤。] 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項正確。] 11．(1)光反應(yīng)　葉綠體的類囊體薄膜上　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濃度的相對恒定，液滴的移動代表了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，影響實驗結(jié)果。(3)15℃的環(huán)境中，光照強度為0時的O2變化量代表了呼吸強度，即10 mL/h；光照強度為2.5 klx時，凈光合作用強度為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，光照強度為1.5 klx時，隨著光照強度的增加，光合作用強度也增加，說明限制該植物光合作用強度的主要環(huán)境因素是光照強度；光照強度為4.0 klx時，隨著光照強度的增加，光合作用強度不再增加，說明限制該植物光合作用強度的主要環(huán)境因素不是光照強度，又由于CO2濃度適宜且恒定，故限制因素應(yīng)是溫度。