- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同．如图甲表示其叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况．如图乙为用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线，据图回答：
（1）若a～f代表物质O2或CO2，在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的能量．
（2）在适宜的条件下，若用CO2、H18O供给植物进行代谢，则甲图中的f所代表的物质应是______．若a～f代表相应过程，则当植物处于图乙F点时，其叶肉细胞内a～f中能进行的生理过程有______．
（3）图乙中影响BC段和GH段玻璃罩内CO2浓度变化速率的主要外界因素分别为______、______．DF段玻璃罩内CO2浓度降低的原因是______．
（4）图乙中表示光合速率与呼吸速率相等的点是______．若在G点增加对玻璃罩的光照强度，则G点会向______ （上、下）移动．
（5）在上述条件下，该植物一昼衣有机物含量______．（增多、减少）
正确答案
解：（1）由以上分析可知：b可代表O2；氧气进入线粒体后，与[H]结合生成水，并产生大量的能量．
（2）H218O在光合作用光反应水解成[H}和氧气，所以f所代表的物质应是18O2．当植物处于图乙F点时，其叶肉细胞内同时进行光合作用和呼吸作用，且光合作用强度大于呼吸作用，所以a～f中能进行的生理过程有abef．
（3）BC对应的时间凌晨2-5点，这两段时间植物只进行呼吸作用，但由于温度低，呼吸酶的活性低，进而影响呼吸作用释放CO2的速率．GH段是由于光照强度降低，光合速率减慢导致的．DF段，光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量，所以玻璃罩内CO2浓度降低．
（4）图乙中D、H两点表示光合速率与呼吸速率相等．若在G点增加对玻璃罩的光照强度，会加快光合速率，使容器CO2浓度进一步降低，所以G点会向下移动．
（5）由于I点的二氧化碳浓度低于A点，说明该植物一昼衣有机物含量增多．
故答案为：
（1）O2[H]
（2）18O abef
（3）温度 光照强度 光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量
（4）D、H 下
（5）增多
解析
解：（1）由以上分析可知：b可代表O2；氧气进入线粒体后，与[H]结合生成水，并产生大量的能量．
（2）H218O在光合作用光反应水解成[H}和氧气，所以f所代表的物质应是18O2．当植物处于图乙F点时，其叶肉细胞内同时进行光合作用和呼吸作用，且光合作用强度大于呼吸作用，所以a～f中能进行的生理过程有abef．
（3）BC对应的时间凌晨2-5点，这两段时间植物只进行呼吸作用，但由于温度低，呼吸酶的活性低，进而影响呼吸作用释放CO2的速率．GH段是由于光照强度降低，光合速率减慢导致的．DF段，光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量，所以玻璃罩内CO2浓度降低．
（4）图乙中D、H两点表示光合速率与呼吸速率相等．若在G点增加对玻璃罩的光照强度，会加快光合速率，使容器CO2浓度进一步降低，所以G点会向下移动．
（5）由于I点的二氧化碳浓度低于A点，说明该植物一昼衣有机物含量增多．
故答案为：
（1）O2[H]
（2）18O abef
（3）温度 光照强度 光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量
（4）D、H 下
（5）增多
某研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验（假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响）．
实验一 将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度，结果如图1所示．
实验二 给予不同强度的光照，测量A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图2所示．
请据图分析回答：
（1）0～20min期间，影响B植物光合作用强度的主要环境因素是______．在低浓度CO2的条件下，固定CO2能力较强的植物是______．
（2）当实验一经过10min时，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物______，原因是______．
（3）若在第5分钟时，光照强度突然降低，A植物的C3含量在短时间内将______．实验二中，若给予的光照强度为x klx（a＜x＜b）每日光照12小时，一昼夜后B植物的干重将______．
正确答案
解：（1）根据图1可知，0～20min期间，影响B植物光合作用强度的主要环境因素是CO2浓度；在低浓度二氧化碳时，固定CO2能力较强的植物是B．
（2）据图1和图2可判断，A植物的呼吸作用强度小于B植物的呼吸作用强度，而图中10min时容器内CO2浓度下降值相同，说明净光合作用量相等，但A植物呼吸作用强度小于B植物呼吸作用强度，因此A植物光合作用消耗的CO2量少，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少．
（3）当光照突然降低，将会影响光反应阶段，产生的[H]和ATP减少，暗反应中C3的还原减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3含量在短时间内将增加．实验二中，若给予的光照强度为xklx（a＜x＜b），植物A呼吸速率为1，x＞a，植物b呼吸速率为2，X＜b，故每日光照12小时，一昼夜中A植物的干重将增加，B植物的干重将减少．
故答案为：
（1）CO2浓度 B
（2）少 虽然10min时CO2浓度下降值相同，但A植物呼吸作用强度小于B植物呼吸作用强度
（3）增加 减少
解析
解：（1）根据图1可知，0～20min期间，影响B植物光合作用强度的主要环境因素是CO2浓度；在低浓度二氧化碳时，固定CO2能力较强的植物是B．
（2）据图1和图2可判断，A植物的呼吸作用强度小于B植物的呼吸作用强度，而图中10min时容器内CO2浓度下降值相同，说明净光合作用量相等，但A植物呼吸作用强度小于B植物呼吸作用强度，因此A植物光合作用消耗的CO2量少，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少．
（3）当光照突然降低，将会影响光反应阶段，产生的[H]和ATP减少，暗反应中C3的还原减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3含量在短时间内将增加．实验二中，若给予的光照强度为xklx（a＜x＜b），植物A呼吸速率为1，x＞a，植物b呼吸速率为2，X＜b，故每日光照12小时，一昼夜中A植物的干重将增加，B植物的干重将减少．
故答案为：
（1）CO2浓度 B
（2）少 虽然10min时CO2浓度下降值相同，但A植物呼吸作用强度小于B植物呼吸作用强度
（3）增加 减少
如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线．
请分析回答：
（1）如图资料显示，影响光合作用的因素有______
（2）图甲中的“a”点表示______．如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是______．
（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从______向______方向移动．如图所示中与a点相符合的是______，与c点符合的是______．
（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量______；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量______．（填“高”、“低”或“基本一致”）
正确答案
解：（1）根据甲、乙两图显示，影响光合作用的因素有光照强度和二氧化碳浓度．
（2）图甲中的“a”点没有光照，只能进行呼吸作用，所以其可表示植物的呼吸作用速率．由于Mg是合成叶绿素的组成元素，当植物缺Mg时，叶绿素合成减少，光合作用减弱，而呼吸作用强度不变，因此b点右移．
（3）c点时，A植物的光合作用强度最大，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动，参与暗反应；ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动．如图所示中与a点相符合的是B，只进行呼吸作用；与c点符合的是D，光合作用强度大于呼吸作用强度，植物需要从外界吸收二氧化碳．
（4）e点的光照强度大于d点，光反应强度大，合成的ATP、[H]多，因而还原的C3多，所以e点的C3含量低；e点的CO2浓度比f点的高，因而固定的CO2多，合成的C3也多，所以e点C3含量高．
故答案为：
（1）光照强度、二氧化碳浓度
（2）植物的呼吸作用速率 向右
（3）叶绿体基质 类囊体薄膜 B D
（4）低 高
解析
解：（1）根据甲、乙两图显示，影响光合作用的因素有光照强度和二氧化碳浓度．
（2）图甲中的“a”点没有光照，只能进行呼吸作用，所以其可表示植物的呼吸作用速率．由于Mg是合成叶绿素的组成元素，当植物缺Mg时，叶绿素合成减少，光合作用减弱，而呼吸作用强度不变，因此b点右移．
（3）c点时，A植物的光合作用强度最大，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动，参与暗反应；ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动．如图所示中与a点相符合的是B，只进行呼吸作用；与c点符合的是D，光合作用强度大于呼吸作用强度，植物需要从外界吸收二氧化碳．
（4）e点的光照强度大于d点，光反应强度大，合成的ATP、[H]多，因而还原的C3多，所以e点的C3含量低；e点的CO2浓度比f点的高，因而固定的CO2多，合成的C3也多，所以e点C3含量高．
故答案为：
（1）光照强度、二氧化碳浓度
（2）植物的呼吸作用速率 向右
（3）叶绿体基质 类囊体薄膜 B D
（4）低 高
图1是光合作用示意图，图2是在自然条件下CO2浓度对光合作用影响的示意图．据此请回答下列问题：
（1）图1中甲、乙和丙分别是______、______、______，如果降低光照强度，（CH2O）的产生速率会______ （填“加快”、“减慢”或“不变”），原因是______．
（2）CO2的浓度直接影响______过程，图2中在______点时，光合作用强度达到最大，此时限制光合作用主要的环境因素可能有______．
（3）如图3所示装置里的叶片中气体均被抽出，生物实验小组用多组这种实验装置来探究某种因素对光合作用速率的影响，坐标曲线图表示实验结果．
①该实验的目的是______，
NaHCO3溶液的作用是______o
②c点以后叶片上浮的时间延长，最可能的原因是______．
③此装置还可以用于探究光照强度和温度等环境因素对光合作用速率的影响，条件是除了要研究的因素外，______．
正确答案
解：（1）由图可以直接看出光合作用光反应阶段为暗反应阶段提供的物质乙，为ATP和[H]，暗反应阶段为光反应阶段提供的物质丙，为ADP和Pi，光合作用暗反应阶段需要的原料甲，为二氧化碳，降低光照强度，光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3的还原速度降低，（CH2O）的产生速率会减慢．
（2）CO2在暗反应的二氧化碳的固定阶段被利用，由图可以直接看出图2B点时，光合作用强度达到最大；此时，随着二氧化碳浓度的升高，光合作用强度不在增大，限制光合速率的主要因素不再是二氧化碳浓度，是温度或光照强度．
（3）由图示曲线可以看出：该实验的自变量为NaHCO3溶液（可提供二氧化碳）的浓度，因变量为上浮至液面的时间（可用于衡量氧气的产生速率的指标，即光合作用强度的指标）．
故答案为：（1）CO2 ATP和[H]ADP和Pi 减慢 光照强度降低，导致光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3的还原速度降低
（2）CO2的固定（或暗反应） B 光照强度和温度
（3）①探究CO2浓度对光合作用速率的影响 为叶片的光合作用提供CO2
②NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞失水，从而影响细胞代谢（2分）
③其他无关变量（或因素）都是相同而且适宜的
解析
解：（1）由图可以直接看出光合作用光反应阶段为暗反应阶段提供的物质乙，为ATP和[H]，暗反应阶段为光反应阶段提供的物质丙，为ADP和Pi，光合作用暗反应阶段需要的原料甲，为二氧化碳，降低光照强度，光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3的还原速度降低，（CH2O）的产生速率会减慢．
（2）CO2在暗反应的二氧化碳的固定阶段被利用，由图可以直接看出图2B点时，光合作用强度达到最大；此时，随着二氧化碳浓度的升高，光合作用强度不在增大，限制光合速率的主要因素不再是二氧化碳浓度，是温度或光照强度．
（3）由图示曲线可以看出：该实验的自变量为NaHCO3溶液（可提供二氧化碳）的浓度，因变量为上浮至液面的时间（可用于衡量氧气的产生速率的指标，即光合作用强度的指标）．
故答案为：（1）CO2 ATP和[H]ADP和Pi 减慢 光照强度降低，导致光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3的还原速度降低
（2）CO2的固定（或暗反应） B 光照强度和温度
（3）①探究CO2浓度对光合作用速率的影响 为叶片的光合作用提供CO2
②NaHCO3溶液浓度过高，导致细胞失水，从而影响细胞代谢（2分）
③其他无关变量（或因素）都是相同而且适宜的
科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响．请回答问题．
（1）据图1分析，比较甲、乙两种番茄，土壤含水量对它们的光合作用速率影响______（填“基本相同”或“不同”）．当土壤含水量______（填“大于”或“小于”）70%时，土壤含水量不成为限制番茄光合作用的因素．
（2）为进一步研究光合作用速率下降的原因，研究人员测定了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间C02浓度（即细胞之间的C02浓度），结果如图2．
①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70%时，______的变化与番茄光合速率的变化趋势相似．
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的______变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了C02吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，从而直接影响______反应，而且不能恢复．
（3）为验证上述观点，将培养在______条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行______处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率______，则观点二成立．
正确答案
解：（1）据图1分析，在土壤含水量降低的过程中，甲、乙两种番茄光合作用速率变化趋势相同，即土壤含水量对它们的光合作用速率影响相同．图中看出，在土壤含水量在大于70%时，土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化，即此时含水量不是光合作用的限制因素．
（2）①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70%时，气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势相似，即均呈下降的趋势．
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出（或输出速率）变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO2吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，而类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，因此直接影响光反应，而且不能恢复．
（3）为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水（浇水、补水）处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立．因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的．
故答案为：
（1）基本相同 大于
（2）①气孔导度 ②输出（或输出速率） 光
（3）低土壤含水量 正常供水（浇水、补水） 不能恢复
解析
解：（1）据图1分析，在土壤含水量降低的过程中，甲、乙两种番茄光合作用速率变化趋势相同，即土壤含水量对它们的光合作用速率影响相同．图中看出，在土壤含水量在大于70%时，土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化，即此时含水量不是光合作用的限制因素．
（2）①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70%时，气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势相似，即均呈下降的趋势．
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出（或输出速率）变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO2吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，而类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，因此直接影响光反应，而且不能恢复．
（3）为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水（浇水、补水）处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立．因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的．
故答案为：
（1）基本相同 大于
（2）①气孔导度 ②输出（或输出速率） 光
（3）低土壤含水量 正常供水（浇水、补水） 不能恢复
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