- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题：
Ⅰ科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强．请回答：
（1）提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入______，使研磨充分．用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的______．
（2）该突变体和野生型水稻O2释放速率与光照强度的关系如右图所示．当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率______．原因是：______
当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定的CO2形成______
的速率更快，对光反应产生的______消耗也更快，进而提高了光合放氧气速率．
（3）如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是______．
Ⅱ将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示．若只考虑种子萌发所需的营养物质全部来源于胚乳，其中一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量．据图回答下列问题．37．萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成______，通过______作用为种子萌发提供能量．
（4）萌发过程中在______小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为______mg．
（5）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为______mg•粒-1•d-1．
正确答案
解：Ⅰ（1）石英砂可以保护叶绿体色素，研磨叶片时加入石英砂，以防止色素被破坏．用纸层析法分离叶绿体色素，在滤纸条上呈现的色素带理论上从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，由于该突变体缺失叶绿素b，所以所缺失的色素带应位于滤纸条的最下端．
（2）实际光合作用强度等于呼吸作用强度加净光合作用强度．根据水稻的O2释放速率与光照强度的关系曲线图，该突变体的呼吸作用强度大于野生型，当光照强度为n时，两者的O2净释放速率相等，所以此时与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率较大．在光合作用的暗反应阶段，C5固定CO2 形成C3，C3的还原需要消耗光反应阶段产生的NADPH、ATP．
（3）叶绿素a不仅能够吸收和传递光能，而且少数处于特殊状态的叶绿素a还能够转换光能，即将光能转换成电能再转换成NADPH、ATP中活跃的化学能，所以缺乏叶绿素a不能完成光能转换．
Ⅱ淀粉是多糖，其基本组成单位是葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解为生命活动的提供能量．
（4）0-24小时为15.4mg，24-48小时为0.6mg，48-72小时0.7为1.1mg，在72-96小时种子呼吸消耗的有机物最多，为204.2-177.7=26.5mg•粒-1•d-1．
（5）子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量；因此呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗的组成物质；72-96小时转化为43.6-26.5=17.1mg，96-120小时为27-5=22mg，最大转化速率为22mg．
故答案为：
Ⅰ（1）石英砂 最下端
（2）快 当光照强度为n时，突变体和野生型释放的氧气相等，而突变体呼吸作用吸收的氧气比野生型多，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的产生氧气速率快
C3 ATP、NADPH
（3）缺乏叶绿素a不能完成光能转换
Ⅱ葡萄糖 呼吸
（4）72-96 26.5
（5）22
解析
解：Ⅰ（1）石英砂可以保护叶绿体色素，研磨叶片时加入石英砂，以防止色素被破坏．用纸层析法分离叶绿体色素，在滤纸条上呈现的色素带理论上从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，由于该突变体缺失叶绿素b，所以所缺失的色素带应位于滤纸条的最下端．
（2）实际光合作用强度等于呼吸作用强度加净光合作用强度．根据水稻的O2释放速率与光照强度的关系曲线图，该突变体的呼吸作用强度大于野生型，当光照强度为n时，两者的O2净释放速率相等，所以此时与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率较大．在光合作用的暗反应阶段，C5固定CO2 形成C3，C3的还原需要消耗光反应阶段产生的NADPH、ATP．
（3）叶绿素a不仅能够吸收和传递光能，而且少数处于特殊状态的叶绿素a还能够转换光能，即将光能转换成电能再转换成NADPH、ATP中活跃的化学能，所以缺乏叶绿素a不能完成光能转换．
Ⅱ淀粉是多糖，其基本组成单位是葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解为生命活动的提供能量．
（4）0-24小时为15.4mg，24-48小时为0.6mg，48-72小时0.7为1.1mg，在72-96小时种子呼吸消耗的有机物最多，为204.2-177.7=26.5mg•粒-1•d-1．
（5）子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量；因此呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗的组成物质；72-96小时转化为43.6-26.5=17.1mg，96-120小时为27-5=22mg，最大转化速率为22mg．
故答案为：
Ⅰ（1）石英砂 最下端
（2）快 当光照强度为n时，突变体和野生型释放的氧气相等，而突变体呼吸作用吸收的氧气比野生型多，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的产生氧气速率快
C3 ATP、NADPH
（3）缺乏叶绿素a不能完成光能转换
Ⅱ葡萄糖 呼吸
（4）72-96 26.5
（5）22
为了探究温室栽培的温度条件控制，研究人员将某栽培作物置于密闭容器中，将容器内温度由15℃升至35℃，并在不同温度下各持续1小时，分别在黑暗与适宜光照条件下，测得各温度下1小时内容器中CO2的相对平均浓度．数据如表，请据此回答问题：
（1）根据表中数据可知，为了有效提高产量，温室栽培该作物，白天应当将温度控制在______，夜晚则应控制在______．
（2）在实验完成，研究人员关掉光源后的短时间内，作物叶绿体中C3含量将会______，C5含量将会______．
（3）除温度与光照外，影响光合作用的主要因素还有______，该因素影响的反应发生场所为______．
正确答案
解：（1）据表分析可知，呼吸强度在题表温度范围内随着温度的升高而升高，净光合强度在题表温度范围内随温度的升高而升高，提高产量就是要提高有机物的积累量，所以白天应该控制在净光合强度最大时的温度，即表中35℃时净光合强度为0.35-0.083=0.267为最大值．夜间温度保持最低，呼吸作用消耗有机物最少，即15℃．
（2）关掉光源后的短时间内，光反应减弱，三碳化合物还原受阻，短时间内其来源不变，最终导致三碳化合物含量上升；同时，五碳化合物来源受阻，短时间内其去路不变，最终导致其含量下降．
（3）影响光合作用的环境条件主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．二氧化碳影响光合作用的场所在叶绿体基质的暗反应过程．
故答案为：
（1）35℃15℃
（2）上升 下降
（3）CO2浓度 叶绿体基质
解析
解：（1）据表分析可知，呼吸强度在题表温度范围内随着温度的升高而升高，净光合强度在题表温度范围内随温度的升高而升高，提高产量就是要提高有机物的积累量，所以白天应该控制在净光合强度最大时的温度，即表中35℃时净光合强度为0.35-0.083=0.267为最大值．夜间温度保持最低，呼吸作用消耗有机物最少，即15℃．
（2）关掉光源后的短时间内，光反应减弱，三碳化合物还原受阻，短时间内其来源不变，最终导致三碳化合物含量上升；同时，五碳化合物来源受阻，短时间内其去路不变，最终导致其含量下降．
（3）影响光合作用的环境条件主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．二氧化碳影响光合作用的场所在叶绿体基质的暗反应过程．
故答案为：
（1）35℃15℃
（2）上升 下降
（3）CO2浓度 叶绿体基质
正确答案
解析
解：A、由图可知，光合作用酶的最适温度为27℃左右，呼吸作用酶的最适温度高于35℃，A错误；
B、净光合作用=总光合作用-呼吸作用消耗，阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率大于零，积累了有机物，B错误；
C、温度为25～30℃，净光合速率（净光合速率=总光合速率-呼吸速率）最大，积累有机物的量最多，C正确；
D、整段曲线看出，随温度的递增，细胞呼吸不断增强，而光合作用是先增强后减弱，D错误．
故选：C．
小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，小麦籽粒中的有机物约50%来自旗叶．小麦籽粒形成期间，下列分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、净光合作用量指的是光合作用减去呼吸作用消耗量，一昼夜有机物的增加量=白天净光合作用量-夜间呼吸作用消耗量，A错误；
B、籽粒中的有机物只有50%来自旗叶，给小麦旗叶提供14CO2，小麦籽粒中的淀粉只有一部分含有14C，B错误；
C、旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，光照比其他叶片充足，所以与其它叶片相比，限制旗叶光合速率的主要因素并不是光照强度，C错误；
D、去掉一分部籽粒，旗叶产生的淀粉输出减少，导致旗叶中有机物积累，因此一段时间后旗叶的光合速率会下降，D正确．
故选：D．
某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了下图（1）所示的装置．实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如下图（2）所示曲线．
试回答下列问题：
（1）曲线中表明中午12h左右光照最强，植物有“午休”现象，此时植物的光合作用强度______（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用强度．
（2）图二曲线表明6～8h时，小室内氧气减少量逐渐减小，其可能的主要原因是______．
（3）a点时叶肉细胞中氧气的流动方向为______．
（4）如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则曲线中a点将如何变化？______；你的依据是______．
（5）下列曲线中能正确反映本实验研究中某些生态因素的变化情况有______．
正确答案
解：（1）分析图解可知，曲线中中午12h左右光照最强，植物有“午休”现象，而此时的氧气增加速率大于0，即表示此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度．
（2）图乙曲线中，在早上6点之前只进行呼吸作用，在6点时大豆幼苗开始进行光合作用．但由于光照不强，此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度，因此6-8h时小室内氧气减少量逐渐减小．
（3）a点时小室内氧气增加速率为0，说明植物体的所有细胞呼吸吸收的氧气和叶肉细胞等光合作用的细胞产生的氧气相互抵消，但由于植物体呼吸的细胞数目远远多于可以光合作用的细胞数，所以叶肉细胞必然光合作用强度大于呼吸作用强度，故氧气由叶绿体流向线粒体．
（4）a点时整个植物体的光合作用释放的氧气和呼吸作用吸收的氧气相等，若植物缺镁，叶绿素形成减少，导致光合作用产生O2量少，要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量，则需要更强光照强度，故a点右移．
（5）图2曲线中，8点和16点时的光合作用等于呼吸作用，因此8点之前和16点之后光合作用小于呼吸作用，小室内的氧气量应处于较少状态，因此A图中6点和18点应改成8点和16点，A错误；
小室内的温度与外界环境一致，B正确；
实验中将该装置置于自然环境中，C正确；
由于装置中放置了饱和的碳酸氢钠，因此小室内的二氧化碳浓度可以保持相对稳定，D正确．
故答案为：
（1）大于
（2）植物开始进行微弱的光合作用，且光合作用逐渐增强，但此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度
（3）叶绿体流向线粒体
（4）向右移动 植物缺镁，叶绿素形成减少，导致光合作用产生O2量少，要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量，则需要更强的光照强度
（5）BCD
解析
解：（1）分析图解可知，曲线中中午12h左右光照最强，植物有“午休”现象，而此时的氧气增加速率大于0，即表示此时植物的光合作用强度大于呼吸作用强度．
（2）图乙曲线中，在早上6点之前只进行呼吸作用，在6点时大豆幼苗开始进行光合作用．但由于光照不强，此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度，因此6-8h时小室内氧气减少量逐渐减小．
（3）a点时小室内氧气增加速率为0，说明植物体的所有细胞呼吸吸收的氧气和叶肉细胞等光合作用的细胞产生的氧气相互抵消，但由于植物体呼吸的细胞数目远远多于可以光合作用的细胞数，所以叶肉细胞必然光合作用强度大于呼吸作用强度，故氧气由叶绿体流向线粒体．
（4）a点时整个植物体的光合作用释放的氧气和呼吸作用吸收的氧气相等，若植物缺镁，叶绿素形成减少，导致光合作用产生O2量少，要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量，则需要更强光照强度，故a点右移．
（5）图2曲线中，8点和16点时的光合作用等于呼吸作用，因此8点之前和16点之后光合作用小于呼吸作用，小室内的氧气量应处于较少状态，因此A图中6点和18点应改成8点和16点，A错误；
小室内的温度与外界环境一致，B正确；
实验中将该装置置于自然环境中，C正确；
由于装置中放置了饱和的碳酸氢钠，因此小室内的二氧化碳浓度可以保持相对稳定，D正确．
故答案为：
（1）大于
（2）植物开始进行微弱的光合作用，且光合作用逐渐增强，但此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度
（3）叶绿体流向线粒体
（4）向右移动 植物缺镁，叶绿素形成减少，导致光合作用产生O2量少，要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量，则需要更强的光照强度
（5）BCD
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