- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
研究人员利用番茄植株进行了两组实验，实验一、二的结果分别用图中的（1）、（2）表示．请椐图回答问题：
（1）实验一除满足植物对水和无机盐的需要外，还必需在适宜的______等外界条件下进行．
（2）实验一的自变量是______，图（1）中a点条件下番茄植株相对生长速率低于b点的主要原因是______．日温26°C、夜温20°C一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？______，理由是______．
（3）图（2）表示在一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析：
①番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是______．
②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？______，理由是______
③根据图（2）在图（3）中以A为起点画出该密闭容器内CO2含量变化的曲线．______．
正确答案
解：（1）图（1）所示的实验中，实验的自变量是夜温，日温、光照强度、CO2浓度、水和无机盐等都属于无关变量，无关变量要保持适宜且相同．
（2）图（1）曲线的横轴即为自变量，由此看出，该实验的自变量为夜温．a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低，导致夜间酶活性低，新陈代谢速率过低，不利于物质合成和分裂等生理活动．日温26℃，夜温20℃不一定是番茄植株生长的不一定是最适温度组合，日温改变时是否会改变植物的生长速率，还需在其他温度组合的条件下进一步探究才能确定番茄植株生长的最适温度组合．
（3）①密闭容器中O2的含量达到平衡点时（即曲线中最高点或最低点），就表明植物光合作用吸收的O2量和细胞呼吸释放的O2量相等．
②曲线（2）中看出，密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物．
③由于氧气的吸收即伴随着二氧化碳的释放，氧气的释放即伴随着二氧化碳的吸收，并且比例相等，因此24小时CO2含量变化的曲线只需将氧气含量的变化曲线沿A点向上翻转即可．
故答案为：
（1）光照强度和CO2浓度
（2）夜温 a点的夜温过低导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行 不一定 没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
（3）①B、C
②否 密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物．
③答案见右图．
解析
解：（1）图（1）所示的实验中，实验的自变量是夜温，日温、光照强度、CO2浓度、水和无机盐等都属于无关变量，无关变量要保持适宜且相同．
（2）图（1）曲线的横轴即为自变量，由此看出，该实验的自变量为夜温．a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低，导致夜间酶活性低，新陈代谢速率过低，不利于物质合成和分裂等生理活动．日温26℃，夜温20℃不一定是番茄植株生长的不一定是最适温度组合，日温改变时是否会改变植物的生长速率，还需在其他温度组合的条件下进一步探究才能确定番茄植株生长的最适温度组合．
（3）①密闭容器中O2的含量达到平衡点时（即曲线中最高点或最低点），就表明植物光合作用吸收的O2量和细胞呼吸释放的O2量相等．
②曲线（2）中看出，密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物．
③由于氧气的吸收即伴随着二氧化碳的释放，氧气的释放即伴随着二氧化碳的吸收，并且比例相等，因此24小时CO2含量变化的曲线只需将氧气含量的变化曲线沿A点向上翻转即可．
故答案为：
（1）光照强度和CO2浓度
（2）夜温 a点的夜温过低导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行 不一定 没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
（3）①B、C
②否 密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物．
③答案见右图．
某研究小组利用面积相同的甲、乙两种植物的叶片，将它们置于不同光照强度下，测量甲、乙两种植物叶片吸收和释放CO2的量，实验过程中温度适宜且保持不变，结果如下图所示．下列关于该曲线图的叙述，错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、呼吸作用释放二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，因此图中测得的二氧化碳吸收量为叶片的净光合速率，净光合速率=总光合作用-呼吸作用，故A正确；
B、根据图示分析可知：当平均光照强度在b和d之间，甲植物净光合作用小于2，白天积累的刚好够够夜间消耗，一昼夜中有机物积累量不变；乙植物净光合作用大于1，夜晚消耗后还有积累，因此一昼夜中有机物积累量的变化是增加，故B正确；
C、当光照强度为e时，限制植物甲叶片光合作用的主要因素是光照强度，限制植物乙叶片光合作用的主要因素是二氧化碳浓度，故C正确；
D、当光照强度为e时，单位时间内植物甲叶片消耗CO2的量=净光合速率+呼吸作用量=7+2=9，植物乙叶片消耗CO2的量=6，故D错误．
故选D．
实验一：从甲、乙、丙三个品种中挑选长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在5℃、10℃和25℃的环境中培养4天（其他各种条件都相同且适宜），实验结果如图：
实验二：将生长状况相同的丙玉米的幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温组合下生长（其他各种条件都相同且适宜）．一定时间后测定幼苗的高度，结果如下表：
注：标“”为该组合末做实验
（1）实验一的目的是______，对照组的处理温度是______℃．
（2）甲、乙、丙三个品种中最耐低温的是______，判断的依据是，该品种在低温条件下①______，②______．
（3）实验二幼苗生长最快的温度组合是：日温______℃，夜温______℃．
（4）实验二出现上述结果的原因最可能是：
白天：______．
夜间：______．
正确答案
解：（1）题干中指出0℃以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害”，并且实验中将甲、乙、丙三个品种的放在不同低温条件下实验来测定叶绿素含量，目的是探究0℃以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响．其中25℃属于常温条件，在此实验中作为对照．
（2）柱形图中可以看出，丙品种的玉米在5℃和10℃和25℃对照组比较，叶绿素含量减少少；与甲和乙品种比较，叶绿素含量最高，因此丙品种最耐低温．
（3）从实验二的表格中可以看出，在日温30℃，夜温17℃条件下，幼苗的平均高度为33.2cm，高度最高，因此此条件最适宜玉米幼苗生长．
（4）实验二之所以长得最快，是因为白天温度高，光合作用强，光合作用合成的有机物多，而夜晚只进行呼吸作用，因此夜晚降温减少了有机物的消耗，最终使幼苗积累的有机物增多，长得也最高．
故答案为：（（9分），每空1分）
（1）探究0℃以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响 25
（2）丙 叶绿素含量最高 叶绿素含量减少最少
（3）30 17
（4）温度高，光合作用强，合成有机物多 温度低，呼吸作用弱，有机物消耗少．
解析
解：（1）题干中指出0℃以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害”，并且实验中将甲、乙、丙三个品种的放在不同低温条件下实验来测定叶绿素含量，目的是探究0℃以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响．其中25℃属于常温条件，在此实验中作为对照．
（2）柱形图中可以看出，丙品种的玉米在5℃和10℃和25℃对照组比较，叶绿素含量减少少；与甲和乙品种比较，叶绿素含量最高，因此丙品种最耐低温．
（3）从实验二的表格中可以看出，在日温30℃，夜温17℃条件下，幼苗的平均高度为33.2cm，高度最高，因此此条件最适宜玉米幼苗生长．
（4）实验二之所以长得最快，是因为白天温度高，光合作用强，光合作用合成的有机物多，而夜晚只进行呼吸作用，因此夜晚降温减少了有机物的消耗，最终使幼苗积累的有机物增多，长得也最高．
故答案为：（（9分），每空1分）
（1）探究0℃以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响 25
（2）丙 叶绿素含量最高 叶绿素含量减少最少
（3）30 17
（4）温度高，光合作用强，合成有机物多 温度低，呼吸作用弱，有机物消耗少．
某科研小组以水稻为研究对象，在盆栽条件下，利用人工气候室、CO2测定仪等进行了甲、乙两个实验研究工作，结果如甲、乙图所示．丙图为某成员绘制的水稻叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程，请据图分析回答：
（1）从甲图结果可知，甲实验的目的是______．
（2）科研小组进行甲实验过程中测定光合速率每天选定8：30-11：30这一时间段是为了控制______等无关变量，可以减少实验误差的措有______．
（3）乙图中M点表示的生物学意义是______．在M点时，可以发生丙图中的哪些过程？______（用丙图中字母表示）．在40℃～60℃范围内，随着温度上升，呼吸作用和光合作用的变化速率不同，其主要原因是______．
（4）在农业生产中，可通过转基因技术将某种光合酶基因导入水稻而使光合能力增强，从而提高农作物产量，检测转基因水稻的染色体DNA上是否插入了光合酶基因的技术是______．
正确答案
解：（1）从甲图结果可知，甲实验的自变量是二氧化碳浓度和施氮量，因此甲实验的目的是探究不同大气CO2浓度和施氮量对水稻光合速率的影响．
（2）科研小组进行甲实验过程中测定光合速率每天选定8：30-11：30这一时间段是为了控制光照强度、温度等无关变量，避免它们的影响，可以减少实验误差的措有每一处理种植10盆．
（3）据图分析可知，乙图中M点表示光合作用速率等于呼吸作用速率（或光合作用吸收CO2 的量等于呼吸作用产生CO2 的量）．在M点时，可以发生丙图中的a、b过程．乙图中在40℃～60℃范围内，随着温度上升，由于催化呼吸作用的酶更耐高温，而催化光合作用的酶对高温更敏感，因此呼吸作用和光合作用的变化速率不同．
（4）在农业生产中，可通过转基因技术将某种光合酶基因导入水稻而使光合能力增强，从而提高农作物产量，用DNA分子杂交技术可以检测转基因水稻的染色体DNA上是否插入了光合酶基因．
故答案为：
（1）探究不同大气CO2浓度和施氮量对水稻光合速率的影响
（2）光照强度、温度 每一处理种植10盆（重复实验）
（3）光合作用的速率等于呼吸作用的速率（或光合作用CO2吸收量等于呼吸作用CO2产生量或光合作用强度等于呼吸作用强度或有机物积累量为零） a、b
催化呼吸作用的酶更耐高温（或催化光合作用的酶对高温更敏感）
（4）DNA分子杂交技术
解析
解：（1）从甲图结果可知，甲实验的自变量是二氧化碳浓度和施氮量，因此甲实验的目的是探究不同大气CO2浓度和施氮量对水稻光合速率的影响．
（2）科研小组进行甲实验过程中测定光合速率每天选定8：30-11：30这一时间段是为了控制光照强度、温度等无关变量，避免它们的影响，可以减少实验误差的措有每一处理种植10盆．
（3）据图分析可知，乙图中M点表示光合作用速率等于呼吸作用速率（或光合作用吸收CO2 的量等于呼吸作用产生CO2 的量）．在M点时，可以发生丙图中的a、b过程．乙图中在40℃～60℃范围内，随着温度上升，由于催化呼吸作用的酶更耐高温，而催化光合作用的酶对高温更敏感，因此呼吸作用和光合作用的变化速率不同．
（4）在农业生产中，可通过转基因技术将某种光合酶基因导入水稻而使光合能力增强，从而提高农作物产量，用DNA分子杂交技术可以检测转基因水稻的染色体DNA上是否插入了光合酶基因．
故答案为：
（1）探究不同大气CO2浓度和施氮量对水稻光合速率的影响
（2）光照强度、温度 每一处理种植10盆（重复实验）
（3）光合作用的速率等于呼吸作用的速率（或光合作用CO2吸收量等于呼吸作用CO2产生量或光合作用强度等于呼吸作用强度或有机物积累量为零） a、b
催化呼吸作用的酶更耐高温（或催化光合作用的酶对高温更敏感）
（4）DNA分子杂交技术
为了探讨某种植物的一些生理特性，科研人员做了一系列的相关试验．如图是在不同光照条件下测定的其光合速率变化情况．请分析回答：
（1）从图中a-b段可以看出，限制叶片光合速率的主要环境因素是______．若其他条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是______．
（2）图中c-d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是______，i点时叶肉细胞内合成[H]的场所有______．
（3）经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率为0.6μmol/m2•s，则g点时该植物O2产生速率为______ μmol/m2•s．
（4）每分子叶绿素含有一个Mg2+，可被H+、Cu2+等置换．在用该植物的绿叶做“色素的分离与提取”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加______的颜色相似，呈黄褐色．实验室常用含Cu2+的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是______．
（5）该植物收获后的果实可采用______（植物激素）进行催熟．经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为l：3.1：11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内物质含量比值变为1：5.4：21.7，据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是______．
正确答案
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
（2）净光合速率表示植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，c-d时段植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加．i点时有光照，能够进行光合作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（3）晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则g点时该植物O2产生速率为1+0.6=1.6（μmol/m2•s）．
（4）提取色素时加入碳酸钙可以防止叶绿素受破坏，不加碳酸钙时色素提取液为黄褐色；铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）乙烯具有促进果实成熟的作用．生长素处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 蓝紫光和红光
（2）增加（或先减少后增加） 细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）1.6
（4）碳酸钙（CaCO3） 铜代叶绿素比叶绿素稳定
（5）乙烯或脱落酸 生长素对细胞内的转录和翻译过程有促进作用
解析
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
（2）净光合速率表示植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，c-d时段植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加．i点时有光照，能够进行光合作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（3）晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则g点时该植物O2产生速率为1+0.6=1.6（μmol/m2•s）．
（4）提取色素时加入碳酸钙可以防止叶绿素受破坏，不加碳酸钙时色素提取液为黄褐色；铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）乙烯具有促进果实成熟的作用．生长素处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 蓝紫光和红光
（2）增加（或先减少后增加） 细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）1.6
（4）碳酸钙（CaCO3） 铜代叶绿素比叶绿素稳定
（5）乙烯或脱落酸 生长素对细胞内的转录和翻译过程有促进作用
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