- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
为了探究光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，某校同学们进行了下列有关实验探究．以下是两组同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行探究得到的实验结果：
甲组：A植物在不同条件下单位时间内O2释放量（mL）
甲组：B植物在不同条件下单位时间内O2释放量（mL）
分析上述实验结果，并回答下列问题：
（1）甲组同学的实验方案中确定的自变量是______，实验中他们必须控制的最重要的一个无关变量是______．
（2）对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，你认为在CO2浓度降低时，对______植物光合作用强度影响更大．
（3）分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100W、CO2浓度为0.03%时，采取______措施更有利于显著提高光合作用强度．
（4）上表中测得的O2 释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为：______．
正确答案
解：（1）实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO2浓度，因此实验的其它变量均为无关变量，包括温度、含水量等条件．
（2）对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，A植物在光照逐渐增强的情况下，低浓度二氧化碳条件与高浓度二氧化碳条件氧气的释放量差距越来越大，而B植物基本没有差距，因此在CO2浓度降低时，对A植物光合作用强度影响更大．
（3）分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100W、CO2浓度为0.03%时的氧气释放量为CO2浓度为0.1%时的将近一半，因此增大CO2浓度能显著提高光合作用强度．
（4）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分，因此上表中测得的O2 释放量并非光合作用实际产生的氧气量，而是净光合作用量．
故答案为：
（1）光照强度、CO2浓度； 温度
（2）A
（3）增大CO2浓度
（4）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分
解析
解：（1）实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO2浓度，因此实验的其它变量均为无关变量，包括温度、含水量等条件．
（2）对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，A植物在光照逐渐增强的情况下，低浓度二氧化碳条件与高浓度二氧化碳条件氧气的释放量差距越来越大，而B植物基本没有差距，因此在CO2浓度降低时，对A植物光合作用强度影响更大．
（3）分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100W、CO2浓度为0.03%时的氧气释放量为CO2浓度为0.1%时的将近一半，因此增大CO2浓度能显著提高光合作用强度．
（4）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分，因此上表中测得的O2 释放量并非光合作用实际产生的氧气量，而是净光合作用量．
故答案为：
（1）光照强度、CO2浓度； 温度
（2）A
（3）增大CO2浓度
（4）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分
影响光合作用的主要环境因素有光照强度、温度和CO2浓度等．下图为某植物叶片在不同条件下的光合速率，请据图分析回答：
（1）试描述曲线①的特征：______．
（2）限制aa′光合速率的因素是：______．b点光合速率大于e点，主要原因是______．
（3）图中______点显示，适当提高温度，有利于光合作用的进行，这主要是促使______阶段的反应速度加快．
（4）图中可以得出的结论是______．
（5）如果该植株在黑暗处每小时释放0.02molCO2，在光照强度为X的光照下（其他条件不变），环境中每小时减少CO20.06mol．若在光照强度为
正确答案
解：（1）图中曲线①表明，一定的温度和CO2浓度下，在光强度较低时，植物光合速率随光强的增加而增加．
（2）图中a点是光饱和点，光照强度不在是限制因子，所以限制aa′光合速率的因素是温度和CO2浓度．b点二氧化碳浓度高，所以其光合速率大于e点．（3）图中c点比f点温度高，光合作用也比f点高，说明适当提高温度，有利于光合作用的进行，这主要是因为适当提高温度促使暗反应酶的活性增强，从而使反应加快．
（4）对比图中各个曲线之间的单一变量可知，在一定范围内，适当提高温度、CO2浓度和光照强度，都可以提高光合速率．
（5）该植株在黑暗处每小时释放0.02molCO2，在光照强度为X的光照下（其他条件不变），每小时吸收0.06molCO2，光合作用总量为0.08mol，若在光照强度为X/2时，光合作用合成量减半，则每小时吸收CO2的量为0.08÷2-0.02=0.02mol．
故答案为：
（1）一定的温度和CO2浓度下，在光强度较低时，植物光合速率随光强的增加而增加；随着光强进一步提高，光合速率的增加转慢，达到最大并保持稳定
（2）温度和CO2浓度（缺一不给分）/CO2供应充足
（3）c与f（或a′与c′，或b′与d′）/暗反应
（4）在一定范围内，适当提高温度、CO2浓度和光照强度，都可以提高光合速率
（5）0.02mol
解析
解：（1）图中曲线①表明，一定的温度和CO2浓度下，在光强度较低时，植物光合速率随光强的增加而增加．
（2）图中a点是光饱和点，光照强度不在是限制因子，所以限制aa′光合速率的因素是温度和CO2浓度．b点二氧化碳浓度高，所以其光合速率大于e点．（3）图中c点比f点温度高，光合作用也比f点高，说明适当提高温度，有利于光合作用的进行，这主要是因为适当提高温度促使暗反应酶的活性增强，从而使反应加快．
（4）对比图中各个曲线之间的单一变量可知，在一定范围内，适当提高温度、CO2浓度和光照强度，都可以提高光合速率．
（5）该植株在黑暗处每小时释放0.02molCO2，在光照强度为X的光照下（其他条件不变），每小时吸收0.06molCO2，光合作用总量为0.08mol，若在光照强度为X/2时，光合作用合成量减半，则每小时吸收CO2的量为0.08÷2-0.02=0.02mol．
故答案为：
（1）一定的温度和CO2浓度下，在光强度较低时，植物光合速率随光强的增加而增加；随着光强进一步提高，光合速率的增加转慢，达到最大并保持稳定
（2）温度和CO2浓度（缺一不给分）/CO2供应充足
（3）c与f（或a′与c′，或b′与d′）/暗反应
（4）在一定范围内，适当提高温度、CO2浓度和光照强度，都可以提高光合速率
（5）0.02mol
图l表示利用高粱和小麦在适宜的温度、光照强度下进行的有关实验，图2表示小麦在最适宜的光照强度、CO2浓度等条件下测得的温度与光合速率、呼吸速率的关系曲线．请分析并回答下列问题：
（1）从图1中可知，影响光合速率的因素有______．如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2体积浓度环境，一段时间后，______幼苗先死亡．理由是______．
（2）图2中的A点表示______，若其他条件不变，当光照强度适当增加，则A点______移动．图2中测得该植物光合速率最大值为（用单位时间内CO2的吸收量表示）______．当温度达到时，该植物不再进行光合作用．
（3）如图2所示小麦在30℃条件下光照12小时，20℃条件下黑暗8小时，有机物（葡萄糖）的积累量为______．（图中的数据取整数）
正确答案
解：（1）图1中，横轴表示CO2浓度，随着CO2浓度的增加，植物的光合作用先增加后达到饱和点；同时曲线中还看出，高粱的光合速率高于小麦；小麦在不同氧气浓度下，光合速率也有不同，因此影响光合速率的因素有CO2浓度、O2浓度、植物种类．如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2体积浓度环境，由于高粱的光合速率比小麦高得多，且高粱能利用低浓度的CO2进行光合作用，而小麦不能，所以小麦因不能合成有机物供自身生命活动利用而死亡．
（2）图2中很明显可以看出虚线一直在横坐标以下，全部为CO2的产生量，所以虚线表示呼吸速率随温度变化的情况曲线，另一条实线为表观光合作用随温度变化的情况曲线．因此图中A点表示表观光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率．由于题中提出“在最适宜的光照强度”，此时若增强光照，呼吸作用不变，而光合速率可能不变，也可能下降，因此A点将不动或左移．光合作用最强的是30℃时，这时外界吸收CO2为5mg/单位面积•h，自身呼吸作用产生约为3mg/单位面积•h，所以该植物光合速率最大值为8mg/单位面积•h．当温度为55℃时，两条曲线相交，说明表观光合速率等于呼吸速率，即此时光合作用不进行．
（3）图2小麦在30℃条件下，表观光合速率为5mg/单位面积•h，20℃条件下的呼吸速率为2mg/单位面积•h，因此光照12小时、黑暗8小时，二氧化碳的净吸收量=5×12-2×8=44mg，则葡萄糖的积累量=44×180÷264=30mg．
故答案为：
（1）CO2浓度、O2浓度、植物种类 小麦在低CO2浓度条件下小麦的光合速率弱（或小麦需要较高CO2浓度才能进行光合作用）
（2）在该温度时光合速率等于呼吸速率 不动或左移 8 mg/单位面积•h 55℃
（3）30mg
解析
解：（1）图1中，横轴表示CO2浓度，随着CO2浓度的增加，植物的光合作用先增加后达到饱和点；同时曲线中还看出，高粱的光合速率高于小麦；小麦在不同氧气浓度下，光合速率也有不同，因此影响光合速率的因素有CO2浓度、O2浓度、植物种类．如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2体积浓度环境，由于高粱的光合速率比小麦高得多，且高粱能利用低浓度的CO2进行光合作用，而小麦不能，所以小麦因不能合成有机物供自身生命活动利用而死亡．
（2）图2中很明显可以看出虚线一直在横坐标以下，全部为CO2的产生量，所以虚线表示呼吸速率随温度变化的情况曲线，另一条实线为表观光合作用随温度变化的情况曲线．因此图中A点表示表观光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率．由于题中提出“在最适宜的光照强度”，此时若增强光照，呼吸作用不变，而光合速率可能不变，也可能下降，因此A点将不动或左移．光合作用最强的是30℃时，这时外界吸收CO2为5mg/单位面积•h，自身呼吸作用产生约为3mg/单位面积•h，所以该植物光合速率最大值为8mg/单位面积•h．当温度为55℃时，两条曲线相交，说明表观光合速率等于呼吸速率，即此时光合作用不进行．
（3）图2小麦在30℃条件下，表观光合速率为5mg/单位面积•h，20℃条件下的呼吸速率为2mg/单位面积•h，因此光照12小时、黑暗8小时，二氧化碳的净吸收量=5×12-2×8=44mg，则葡萄糖的积累量=44×180÷264=30mg．
故答案为：
（1）CO2浓度、O2浓度、植物种类 小麦在低CO2浓度条件下小麦的光合速率弱（或小麦需要较高CO2浓度才能进行光合作用）
（2）在该温度时光合速率等于呼吸速率 不动或左移 8 mg/单位面积•h 55℃
（3）30mg
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______，提高A装置中的CO2缓冲液的浓度，则B图中的c如何移动______（左移/右移）．
（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：______．
正确答案
解：（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，表明光合作用在减弱，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．提高A装置中的CO2缓冲液的浓度，光合作用强度提高，因此B图中的c即光补偿点将左移．
（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．装置A中测定的是净光合速率，装置C中测定的是呼吸速率，因此在处理数据时，将A装置中液滴移动距离加上C装置中液滴移动的距离．实验装置中实验组读数表示净光合速率，对照组读数为呼吸速率．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|．
故答案为：
（1）光照强度、温度 18
（2）de或fg
（3）慢 左移
（4）设置如A一样的装置C，将C遮光放在和A相同的环境条件下 M-N
解析
解：（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，表明光合作用在减弱，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．提高A装置中的CO2缓冲液的浓度，光合作用强度提高，因此B图中的c即光补偿点将左移．
（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．装置A中测定的是净光合速率，装置C中测定的是呼吸速率，因此在处理数据时，将A装置中液滴移动距离加上C装置中液滴移动的距离．实验装置中实验组读数表示净光合速率，对照组读数为呼吸速率．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|．
故答案为：
（1）光照强度、温度 18
（2）de或fg
（3）慢 左移
（4）设置如A一样的装置C，将C遮光放在和A相同的环境条件下 M-N
在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照强度下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表．分析表中数据，不正确的推论是（ ）
正确答案
解析
解：A、表格中测得的CO2变化量是净光合作用，只要有光照，植物就进行光合作用，光照强度为1 klx时，容器内CO2增多是因为呼吸作用大于光合作用，故A正确；
B、表格中没有光照强度为2 klx时的实验数据，因此不能获得该结论，故B错误；
C、光照强度由5klx增强为7 klx时，二氧化碳的吸收量增加，因此叶肉细胞中C3化合物合成速率增大，故C正确；
D、光照强度由8 klx增强为10 klx时，CO2量不变，此时光合作用等于呼吸作用，二氧化碳量为主要的环境因素，限制植物光合作用速率的内因有色素的含量、酶的数量等，故D正确．
故选：B．
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