- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
请回答下列有关小麦细胞代谢的相关问题：
（1）图甲曲线中，当光照强度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有______．当光照强度为600lx时，光合作用过程中二氧化碳的同化总量为______umol/（m2．s），当光照强度______（大于、小于、等于）200lx时，细胞会表现出乙图细胞的生理状态．大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为甲图中的______ （a、b、c、d）点最为理想．
（2）图丙表示某小麦的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的关系图，在图丙a、b、c、d四种浓度中，最适合该器官储藏的氧浓度是______；若细胞呼吸的底物是葡萄糖，则在氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的______倍．
（3）若将小麦放在特定的实验装置内研究温度对其光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以植物对CO2的吸收量与释放量为指标．实验结果如表所示．
则昼夜不停地给予光照，该小麦生长的最适宜温度是______℃；每天交替进行12h光照、12h黑暗，温度均保持在30℃的条件下，该植物能否生长？______，为什么？______．
正确答案
细胞质基质、线粒体
23
大于
d
c
5
25
能生长
因为12h光照下植物积累的有机物比12h黑暗中消耗的有机物多
解析
解：（1）图甲曲线中，当光照强度为a点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体．当光照强度为600lx时，光合作用过程中二氧化碳的同化总量为18+5=23umol/（m2．s），当光照强度大于200lx时，细胞会表现出乙图细胞的生理状态光合作用强度大于呼吸作用强度．d点为光的饱和点，大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为甲图中的d点最为理想．
（2）在图丙中c浓度下，CO2释放量最少，有机物的消耗最少，故在图丙a、b、c、d四种浓度中，最适合该器官储藏的氧浓度是c．图丙中在氧浓度为b时，有氧呼吸氧气消耗量为3，则消耗葡萄糖的量为0.5．无氧呼吸释放二氧化碳的量为8-3=5，则消耗葡萄糖的量为2.5．因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量为是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的5倍．
（3）从表格可以看出，25℃时光照下吸收CO2速率最快，有机物积累最快，故昼夜不停地给予光照，该小麦生长的最适宜温度是25℃．因为30℃时12h光照下植物积累的有机物比12h黑暗中消耗的有机物多，所以温度均保持在30℃的条件下，该植物能生长．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体 23 大于 d
（2）c 5
（3）25 能生长 因为12h光照下植物积累的有机物比12h黑暗中消耗的有机物多
Ⅰ．某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室（如图1，A所示）．
（1）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图1，B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是______；装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的______点．
（2）在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：
该组实验数据是在B曲线的______段获得的．
（3）e与f相比，e点时刻C3的合成速率______，与b相比，a点形成的原因可能是______．
（4）如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验？
对照实验：______．若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率：______．
Ⅱ．如图2表示某生态系统相关内容模式图，请据图回答下列问题：
（1）如果去掉图2中的箭头④，用该图表示生态系统中的食物网，其中A、B、C和D都只代表一个物种，则图2中共有______条食物链，B与A的关系为______．若因某种原因使物种D灭亡，会导致该生态系统的抵抗力稳定性______．
（2）如果图2表示碳循环，则B的作用是______，表示呼吸作用的标号有______．图中缺少的循环途径是化石燃料的燃烧，如果该途径在短期内剧增，会导致温室效应．
（3）如果用图2表示能量流动，且D表示不同类型的能量，则④表示的能量是______，据图分析可知能量流动具有______．
正确答案
解：Ⅰ．（1）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度了．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在有氧气释放，液滴就会右移．图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．
（2）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐减小，在B曲线上所对应的区段是de和fg．
（3）e点与f点相比，e点的氧气释放速率慢，即光合速率慢，消耗的C3少，那么C3的合成速率就慢．与b相比，a点形成的原因可能是温度较低．
（4）如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|．
Ⅱ．（1）如果去掉图2中的箭头④，用该图表示生态系统中的食物网，其中A、B、C和D都只代表一个物种，则图2中共有4条食物链，B以A为食，B与A都以C为食，所以B与A的关系为捕食和竞争，因某种原因使物种D灭亡，会使该系统的营养结构遍简单，导致该生态系统的抵抗力稳定性降低．
（2）如果图2表示碳循环，则B为分解者，作用是将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物归还到无机环境，促进生态系统的物质循环．表示呼吸作用的为箭头指向D大气的，有①③⑦．
（3）如果用图2表示能量流动，且D表示不同类型的能量，则④表示的能量是进入生态系统的太阳光能，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点．
故答案为：
Ⅰ．（1）光照强度、温度 18（或g）
（2）de 或fg
（3）慢 a点时刻温度较低
（4）设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作对照 M-N
Ⅱ．（1）4 捕食和竞争 降低
（2）将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物归还到无机环境，促进生态系统的物质循环 ①③⑦
（3）太阳光能 单向流动逐级递减
解析
解：Ⅰ．（1）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度了．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在有氧气释放，液滴就会右移．图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．
（2）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐减小，在B曲线上所对应的区段是de和fg．
（3）e点与f点相比，e点的氧气释放速率慢，即光合速率慢，消耗的C3少，那么C3的合成速率就慢．与b相比，a点形成的原因可能是温度较低．
（4）如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|．
Ⅱ．（1）如果去掉图2中的箭头④，用该图表示生态系统中的食物网，其中A、B、C和D都只代表一个物种，则图2中共有4条食物链，B以A为食，B与A都以C为食，所以B与A的关系为捕食和竞争，因某种原因使物种D灭亡，会使该系统的营养结构遍简单，导致该生态系统的抵抗力稳定性降低．
（2）如果图2表示碳循环，则B为分解者，作用是将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物归还到无机环境，促进生态系统的物质循环．表示呼吸作用的为箭头指向D大气的，有①③⑦．
（3）如果用图2表示能量流动，且D表示不同类型的能量，则④表示的能量是进入生态系统的太阳光能，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点．
故答案为：
Ⅰ．（1）光照强度、温度 18（或g）
（2）de 或fg
（3）慢 a点时刻温度较低
（4）设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作对照 M-N
Ⅱ．（1）4 捕食和竞争 降低
（2）将动植物的遗体残骸中的有机物分解成无机物归还到无机环境，促进生态系统的物质循环 ①③⑦
（3）太阳光能 单向流动逐级递减
（1）如果X代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响______阶段，该阶段发生的部位是______．此时光合作用强度随光照强度的变化可用曲线______来表示．
（2）如果X代表温度，温度主要通过影响______来影响光合作用强度．
（3）如果X代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响______的产生．当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的______．
正确答案
解：（1）分析曲线，如果x代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响光合作用的光反应阶段，其场所在叶绿体类囊体薄膜，光照强度对光合作用强度的影响是，在一定范围内，随着光照强度的增大光合作用强度不断增大，直到达到最大，再继续增大光照强度，光合速率都不再增加，故可用曲线a、c表示．
（2）光合作用是一个酶促反应，酶的活性受温度的影响，如果x代表温度，温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度．
（3）二氧化碳作为光合作用的原料，参与光合作用的暗反应阶段，与五碳化合物结合形成三碳化合物，如果x代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响三碳化合物的含量，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的五碳化合物的含量．
故答案应为：
（1）光反应 叶绿体类囊体薄膜 a、c
（2）酶的活性
（3）三碳化合物 五碳化合物
解析
解：（1）分析曲线，如果x代表光照强度，光照强度影响光合作用强度，主要是影响光合作用的光反应阶段，其场所在叶绿体类囊体薄膜，光照强度对光合作用强度的影响是，在一定范围内，随着光照强度的增大光合作用强度不断增大，直到达到最大，再继续增大光照强度，光合速率都不再增加，故可用曲线a、c表示．
（2）光合作用是一个酶促反应，酶的活性受温度的影响，如果x代表温度，温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度．
（3）二氧化碳作为光合作用的原料，参与光合作用的暗反应阶段，与五碳化合物结合形成三碳化合物，如果x代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响三碳化合物的含量，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是内部因素中的五碳化合物的含量．
故答案应为：
（1）光反应 叶绿体类囊体薄膜 a、c
（2）酶的活性
（3）三碳化合物 五碳化合物
某学校生物兴趣小组用伊乐藻I进行光合作用的实验，他们将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中（室温20℃），可观察到光下枝条放出气泡．他们以太阳灯作为光源，移动太阳灯使之与大试管的距离不同，结果如图1中曲线表示（伊乐藻光合速率用单位时间O2释放量表示），Ⅱ进行呼吸作用的实验，如图3是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置．
（1）B点的含义是______．
（2）该小组在室温10℃和30℃时分别进行了实验，结果如曲线2和曲线3，D、E、F点的限制因素主要是______．BC段的限制因素主要是______．
（3）该小组分离出伊乐藻中的叶绿体（见图2叶绿体的模式图）在适宜条件下培养，在b上发生的能量转换为______，由b转移至c的物质主要包括______．
（4）如该小组继续以该绿色植物叶片为材料做叶绿体色素的提取和分离实验，则划滤液细线的要求是______，分离出四条色素带从上到下依次是______．
（5）关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向______（左/右）移动．
（6）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正．校正装置的容器和小瓶中应分别放入______、______．
正确答案
解：（1）图中B点时所测的净光合速率为零，说明该光照强度时植物光合作用速率等于呼吸作用速率；
（2）D、E、F三点是在光照强度相同，但温度分别是10℃、20℃和30℃时所测的光合强度，此时的限制因素主要是温度，BC段时三条曲线重叠，此时的限制因素主要是光照强度太低的缘故；
（3）在叶绿体的类囊体的薄膜b上发生了光反应，其能量转换为光能→活跃的化学能；由b转移至c的物质主要包括光反应为暗反应提供的ATP、[H]；
（4）做绿色植物叶片的色素提取和分离实验，要求滤液细线细、直、齐、均匀等，分离出四条色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．
（5）关闭活塞，在适宜温度下，植物进行有氧呼吸，吸收了氧气，产生的CO2被NaOH的作用是吸收，容器内气体减少，所以30分钟后，读取有色液滴向左移动．
（6）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须做对照实验，以排除无关变量的干扰，对照组加与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻以及与实验组等量的20%NaOH，其余制作与实验组相同．
故答案是：
（1）当光强为一定值时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率
（2）温度 光照强度
（3）光能→活跃的化学能 ATP、[H]
（4）细 直 齐 均匀等 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
（5）左
（6）与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻 与实验组等量的20%NaOH
解析
解：（1）图中B点时所测的净光合速率为零，说明该光照强度时植物光合作用速率等于呼吸作用速率；
（2）D、E、F三点是在光照强度相同，但温度分别是10℃、20℃和30℃时所测的光合强度，此时的限制因素主要是温度，BC段时三条曲线重叠，此时的限制因素主要是光照强度太低的缘故；
（3）在叶绿体的类囊体的薄膜b上发生了光反应，其能量转换为光能→活跃的化学能；由b转移至c的物质主要包括光反应为暗反应提供的ATP、[H]；
（4）做绿色植物叶片的色素提取和分离实验，要求滤液细线细、直、齐、均匀等，分离出四条色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．
（5）关闭活塞，在适宜温度下，植物进行有氧呼吸，吸收了氧气，产生的CO2被NaOH的作用是吸收，容器内气体减少，所以30分钟后，读取有色液滴向左移动．
（6）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须做对照实验，以排除无关变量的干扰，对照组加与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻以及与实验组等量的20%NaOH，其余制作与实验组相同．
故答案是：
（1）当光强为一定值时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率
（2）温度 光照强度
（3）光能→活跃的化学能 ATP、[H]
（4）细 直 齐 均匀等 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
（5）左
（6）与实验组等量消毒的无活力（如加热后冷却）的伊乐藻 与实验组等量的20%NaOH
红外线CO2分析仪可用于测定混合气体中CO2的浓度及其变化量．将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给以适宜光照，在不同CO2浓度下测定光合作用效率．图甲为光合作用增长率随CO2浓度变化的情况．图乙是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中a、b表示物质，①～④表示生理过程．请分析回答：
（1）图甲中光合作用增长率最大的是______段．在E点时光合作用速率最大，此时光合作用速率的重要限制因子是______或______．
（2）图中物质a是______，过程①②发生的场所是______．
（3）在图乙表示的物质变化过程中，活跃的化学能转化为稳定的化学能的过程发生在______过程（填写序号）．
（4）若用18O标记①过程中的H2O，那么在④过程的最终产物中，有可能检测到18O的物质是______．
（5）在大田生产中，地表CO2浓度对植物的光合作用有重要影响．请写出一种利用生物学的原理提高地表CO2浓度的方法并简析原因______．
正确答案
解：（1）图甲分析可知，光合作用增长率最大的是CD段，在E点时光合作用速率最大．在E点时二氧化碳浓度不再是限制因素，因此此时光合作用速率的重要限制因子是光照强度和温度．
（2）图中光反应过程中水的光解产生氧气和[H]，光合作用光反应的场所为叶绿体基粒．暗反应的场所为叶绿体基质．
（3）图乙中，光能变为ATP活跃的化学能发生过程是光反应，活跃的化学能转化为稳定的化学能的过程发生在过程②暗反应．
（4）若用18O标记①过程中的H2O，H2O光解形成O2，参与④过程中有氧呼吸的第三阶段形成水．
（5）在大田生产中，施加农家肥可以提高周围空气中的二氧化碳量从而提高产量，因为微生物可以分解作用分解有机物来增加地表二氧化碳浓度．
故答案为：
（1）CD 光照强度 温度
（2）氧气 叶绿体（叶绿体基粒和叶绿体基质）
（3）②
（4）水
（5）施加农家肥 通过微生物的分解作用（呼吸作用）增加地表二氧化碳浓度
解析
解：（1）图甲分析可知，光合作用增长率最大的是CD段，在E点时光合作用速率最大．在E点时二氧化碳浓度不再是限制因素，因此此时光合作用速率的重要限制因子是光照强度和温度．
（2）图中光反应过程中水的光解产生氧气和[H]，光合作用光反应的场所为叶绿体基粒．暗反应的场所为叶绿体基质．
（3）图乙中，光能变为ATP活跃的化学能发生过程是光反应，活跃的化学能转化为稳定的化学能的过程发生在过程②暗反应．
（4）若用18O标记①过程中的H2O，H2O光解形成O2，参与④过程中有氧呼吸的第三阶段形成水．
（5）在大田生产中，施加农家肥可以提高周围空气中的二氧化碳量从而提高产量，因为微生物可以分解作用分解有机物来增加地表二氧化碳浓度．
故答案为：
（1）CD 光照强度 温度
（2）氧气 叶绿体（叶绿体基粒和叶绿体基质）
（3）②
（4）水
（5）施加农家肥 通过微生物的分解作用（呼吸作用）增加地表二氧化碳浓度
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