- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
某小组研究了不同遮光处理对铁线莲光合作用的影响，结果如图所示，请分析回答问题（曲线叶绿素a/b表示叶绿素a含量与叶绿素b含量之比）：
（1）从图分析可知叶绿素含量与遮光比例关系是______，实验中提取叶绿体色素的原理是______．
（2）铁线莲进行光合作用时，叶绿体中ADP的移动方向是______．
（3）如图所示，当遮光率达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量增加，其中______含量增加更多．由此推测，这是对______环境的一种适应．当遮光率达到90%时，对该植物体内所有能进行光合作用的细胞说，叶绿体消耗的CO2量______（填大于、小于或等于）细胞呼吸产生的CO2量．
（4）与遮光比例50%相比，遮光90%条件下植株的干重和净光合速率都有明显下降的原因是______；与90%遮光处理相比，不遮光处理的植株有明显的“午休”现象，可能的原因是______．分析图中的数据你认为在生产中为了保证铁线莲的产量，应该采取的措施是______．
（5）该小组欲测定铁线莲叶片在25℃下的呼吸速率，设计了简要的实验，思路如下：将上述植物叶片置于密闭容器中，在25℃、10%遮阴条件下，测定叶片CO2的释放量．该实验思路有一处错误，请指出并给予改正：______．
正确答案
解：（1）从图分析可知叶绿素含量与遮光比例关系是遮光比例与叶绿素含量呈正相关，即叶绿素含量随遮光比例的增加而增加．由于色素不溶于水，但可溶于有机溶剂，所以在实验中提取叶绿体色素时，要用无水乙醇或丙酮．
（2）铁线莲进行光合作用时，光反应阶段产生ATP，暗反应阶段消耗ATP，所以叶绿体中ADP的移动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜，参与光反应．
（3）当遮光率达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量增加，其中叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加更多．由此推测，这是对弱光环境环境的一种适应．当遮光率达到90%时，由于植物个体净光合作用等于0，对该植物体内所有能进行光合作用的细胞说，所以叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量．
（4）遮光90%条件下，光照很弱，导致光合作用强度明显下降，使其下降程度大于呼吸作用下降程度，因此与遮光比例50%相比，遮光90%条件下植株的干重和净光合速率都有明显下降．植物在光照强度过大时，会引起气孔关闭，导致光合作用速率下降，所以不遮光处理的植株有明显的“午休”现象．分析图中的数据，在生产中对铁线莲进行适当的遮光处理，可保证铁线莲的产量．
（5）为了测定铁线莲叶片在25℃下的呼吸速率，必须在黑暗条件下进行，以避免光照使植物进行光合作用，而干扰实验结果．
故答案为：
（1）叶绿素含量随遮光比例的增加而增加 色素可溶于有机溶剂中
（2）从叶绿体基质移向类囊体薄膜
（3）叶绿素b 弱光环境 大于
（4）光合作用下降程度大于呼吸作用下降程度 光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合作用速率下降 对铁线莲进行适当的遮光处理
（5）10%的遮荫条件是错误的，应该为黑暗条件
解析
解：（1）从图分析可知叶绿素含量与遮光比例关系是遮光比例与叶绿素含量呈正相关，即叶绿素含量随遮光比例的增加而增加．由于色素不溶于水，但可溶于有机溶剂，所以在实验中提取叶绿体色素时，要用无水乙醇或丙酮．
（2）铁线莲进行光合作用时，光反应阶段产生ATP，暗反应阶段消耗ATP，所以叶绿体中ADP的移动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜，参与光反应．
（3）当遮光率达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量增加，其中叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加更多．由此推测，这是对弱光环境环境的一种适应．当遮光率达到90%时，由于植物个体净光合作用等于0，对该植物体内所有能进行光合作用的细胞说，所以叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量．
（4）遮光90%条件下，光照很弱，导致光合作用强度明显下降，使其下降程度大于呼吸作用下降程度，因此与遮光比例50%相比，遮光90%条件下植株的干重和净光合速率都有明显下降．植物在光照强度过大时，会引起气孔关闭，导致光合作用速率下降，所以不遮光处理的植株有明显的“午休”现象．分析图中的数据，在生产中对铁线莲进行适当的遮光处理，可保证铁线莲的产量．
（5）为了测定铁线莲叶片在25℃下的呼吸速率，必须在黑暗条件下进行，以避免光照使植物进行光合作用，而干扰实验结果．
故答案为：
（1）叶绿素含量随遮光比例的增加而增加 色素可溶于有机溶剂中
（2）从叶绿体基质移向类囊体薄膜
（3）叶绿素b 弱光环境 大于
（4）光合作用下降程度大于呼吸作用下降程度 光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合作用速率下降 对铁线莲进行适当的遮光处理
（5）10%的遮荫条件是错误的，应该为黑暗条件
科学家发现生长在高温强光照和干旱环境中的植物气孔关闭，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能．
（1）现有取自热带不同环境下的甲乙两种长势良好，状态相似的草本植物，已知甲是C4植物，已知其光合作用固定CO2的类型．请利用一个密闭大玻璃钟罩，初步判别乙植物是C3植物还是C4植物．
原理：______．
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予______条件培养．连续若干天观察记录他们的生长情况．
预期结果：①______．②______．
对结果的分析：______．
（2）对于以上分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证．
方法：制作乙植物叶脉横切的临时切片，用显微镜观察．
结论：如果视野中看到______，乙是C3植物；反之，则乙是C4植物．
（3）某同学为观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置，直接用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下观察．这一操作过程存在的错误是______．
正确答案
解：（1）利用一个密闭大玻璃钟罩，初步判别乙植物是C3植物还是C4植物的原理是：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物利用较低浓度CO2生长良好，而C3植物不能．
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予高温、强光照和干旱条件培养．连续若干天观察记录他们的生长情况．
预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似；②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮．
对结果的分析：若出现第①种情况，乙植为C4植物；若出现第②种情况，乙植为C3植物．
（2）结论：如果视野中看到没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体，乙是C3植物；反之，则乙是C4植物．
（3）某同学为观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置，直接用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下观察．这一操作过程存在的错误是绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片．
故答案为：
（1）原理：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物利用较低浓度CO2生长良好，而C3植物不能
方法：高温、强光照和干旱
预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似 ②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮
对结果的分析：若出现第①种情况，乙植为C4植物；若出现第②种情况，乙植为C3植物
（2）没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体
（3）绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片
解析
解：（1）利用一个密闭大玻璃钟罩，初步判别乙植物是C3植物还是C4植物的原理是：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物利用较低浓度CO2生长良好，而C3植物不能．
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予高温、强光照和干旱条件培养．连续若干天观察记录他们的生长情况．
预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似；②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮．
对结果的分析：若出现第①种情况，乙植为C4植物；若出现第②种情况，乙植为C3植物．
（2）结论：如果视野中看到没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体，乙是C3植物；反之，则乙是C4植物．
（3）某同学为观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置，直接用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下观察．这一操作过程存在的错误是绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片．
故答案为：
（1）原理：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物利用较低浓度CO2生长良好，而C3植物不能
方法：高温、强光照和干旱
预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似 ②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮
对结果的分析：若出现第①种情况，乙植为C4植物；若出现第②种情况，乙植为C3植物
（2）没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体
（3）绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片
（1）选取长势一致的______黄瓜品种的健壮幼苗若干株，分成______组分別进行不同处理．为了保证各水分处理始终保持试验要求，要每日补水，补水吋需要进行______
（2）20天后，测定各项指标：测定______的含量时，需使用酒粘作为溶剂．
（3）在弱光条件下______对于吸收光能有更大的作用，C5最大再生速率下降的原因是______．
（4）实验结果尜明，在弱光条件下，可以通过______方法提高温室大棚内黄瓜的光合效率，其可能的原因是弱光时蒸腾作用较弱，水分过多会抑制______从而影响光合作用．
正确答案
解：（1）题干中“研究了蛭石基质含水量对黄瓜弱光光合适应性的影响”则实验材料为耐弱光的黄瓜品种，图形和表格中显示实验分为4组，自变量是光照和水分的含量；为了保证各水分处理始终保持试验要求，要每日补水，补水需要进行称重．
（2）因变量是叶绿素a、叶绿素b含量，C5最大再生速率，酒精能提取叶绿素a、叶绿素b．
（3）色素的作用是吸收、传递和转化光能，在弱光条件下，叶绿素a的含量减少，而叶绿素b含量基本不变，则对于吸收光能有更大的作用；弱光条件下光反应生成的ATP和[H]不足，影响暗反应中C3的还原（2C3→（C H2O）+C5），则C5最大再生速率下降．
（4）实验结果尜明，在弱光条件下，含水量少的C5再生速率较高，因此可以通过适当减少浇水方法提高温室大棚内黄瓜的光合效率，原因是弱光时蒸腾作用较弱，水分过多会抑制根细胞的呼吸作用，从而影响光合作用．
故答案为：（1）耐弱光 四 称重
（2）叶绿素a、叶绿素b
（3）叶绿素b 光反应生成的ATP和[H]不足
（4）适当减少浇水 根细胞的呼吸作用
解析
解：（1）题干中“研究了蛭石基质含水量对黄瓜弱光光合适应性的影响”则实验材料为耐弱光的黄瓜品种，图形和表格中显示实验分为4组，自变量是光照和水分的含量；为了保证各水分处理始终保持试验要求，要每日补水，补水需要进行称重．
（2）因变量是叶绿素a、叶绿素b含量，C5最大再生速率，酒精能提取叶绿素a、叶绿素b．
（3）色素的作用是吸收、传递和转化光能，在弱光条件下，叶绿素a的含量减少，而叶绿素b含量基本不变，则对于吸收光能有更大的作用；弱光条件下光反应生成的ATP和[H]不足，影响暗反应中C3的还原（2C3→（C H2O）+C5），则C5最大再生速率下降．
（4）实验结果尜明，在弱光条件下，含水量少的C5再生速率较高，因此可以通过适当减少浇水方法提高温室大棚内黄瓜的光合效率，原因是弱光时蒸腾作用较弱，水分过多会抑制根细胞的呼吸作用，从而影响光合作用．
故答案为：（1）耐弱光 四 称重
（2）叶绿素a、叶绿素b
（3）叶绿素b 光反应生成的ATP和[H]不足
（4）适当减少浇水 根细胞的呼吸作用
实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHC03、黑藻等等．
实验步骤：
①准备6套如图所示装置，编号为1～6．在瓶中各加入约500mL0.01g/mLNaHC03溶液后用冷开水充满．
②取6等分黑藻分别放入1～6号装置．
③将6套装置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1～6号装置，观察气泡的产生情况．（实验过程中温度保持不变．）
④30min后停止光照，测量光合作用释放的O2体积．
实验结果：
对该实验进行分析，回答有关问题：
（1）该实验中的自变量是______．实验中光合作用强度用______表示．
（2）根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的？______
（3）黑藻叶细胞产生氧气的场所是叶绿体的______．上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是______．
（4）根据表中数据得出结论：______．
（5）将表格中实验结果绘成柱形图．______．
正确答案
解：（1）灯泡的功率代表光照强度，因此本实验的自变量是光照强度，实验中光合作用强度用 氧气释放量表示．
（2）上表中各组次的实验数据是通过测量量筒中收集到的水的体积得到的．
（3）在光合作用的光反应阶段水发生光解产生氧气和[H]，因此黑藻叶细胞产生氧气的场所是叶绿体的 类囊体．上表中测得的氧气量是光合作用实际产生的氧气量与黑藻呼吸消耗的氧气量的差值，代表净光合作用．
（4）由表可知，200W时，光合作用强度最大，但还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，因为梯度较大，所以还需在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．
（5）画柱形图是按照表格中平均值画图即可，注意标出横轴和纵轴的自变量和因变量．
故答案为：
（1）光照强度 氧气释放量
（2）读量筒中收集到的水的体积
（3）类囊体 黑藻自身呼吸作用会消耗氧气
（4）在一定范围内适当提高光照强度可以提高光合作用强度
（5）
解析
解：（1）灯泡的功率代表光照强度，因此本实验的自变量是光照强度，实验中光合作用强度用 氧气释放量表示．
（2）上表中各组次的实验数据是通过测量量筒中收集到的水的体积得到的．
（3）在光合作用的光反应阶段水发生光解产生氧气和[H]，因此黑藻叶细胞产生氧气的场所是叶绿体的 类囊体．上表中测得的氧气量是光合作用实际产生的氧气量与黑藻呼吸消耗的氧气量的差值，代表净光合作用．
（4）由表可知，200W时，光合作用强度最大，但还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，因为梯度较大，所以还需在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．
（5）画柱形图是按照表格中平均值画图即可，注意标出横轴和纵轴的自变量和因变量．
故答案为：
（1）光照强度 氧气释放量
（2）读量筒中收集到的水的体积
（3）类囊体 黑藻自身呼吸作用会消耗氧气
（4）在一定范围内适当提高光照强度可以提高光合作用强度
（5）
请根据图回答：
（1）从图中可以看出，引起气孔开闭的外界因素主要是______．
（2）保卫细胞与周，围的叶表皮细胞相比，在结构上最主要的区别是前者具有______．
（3）保卫细胞吸水膨胀到一定程度时水分出入平衡，制约其继续吸水的细胞结构是______．
（4）夏季中午气孔关闭的直接原因是保卫细胞______（吸水、失水），导致叶肉细胞中3-磷酸甘油酸的含量______（增加、减少）．
（5）将蚕豆叶片放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，气孔会______（张开、关闭）；将其放入pH=7的某溶液中（此pH有利于淀粉酶活性增高），气孔会______（张开、关闭）．
（6）影响保卫细胞光合作用的内部因素有______和______的含量等．
正确答案
光照
叶绿体
细胞壁
失水
减少
关闭
张开
RuBP
叶绿素（或酶、叶绿体等）
解析
解：（1）从图中可以看出，引起气孔开闭的外界因素主要是光照．
（2）保卫细胞含叶绿体，而叶表皮细胞不含叶绿体．
（3）细胞壁伸缩性比较小，它具有支持和保护的作用．细胞吸水膨胀到一定程度，由于细胞壁不能再进一步伸缩，制约细胞继续吸水．
（4）夏季中午保卫细胞失水导致气孔关闭，从而导致二氧化碳吸收也减少，二氧化碳吸收减少影响二氧化碳的固定，导致叶肉细胞中3-磷酸甘油酸的含量下降．
（5）将蚕豆叶片放入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，保卫细胞失水，气孔关闭；将其放入pH=7的某溶液中，由于此pH有利于淀粉酶活性增高，使细胞的渗透压增高，细胞吸水，气孔张开．
（6）影响保卫细胞光合作用的内部因素有色素含量、酶的含量、五碳化合物等．
故答案为：（1）光照 （2）叶绿体 （3）细胞壁
（4）失水 减少 （5）关闭 张开 （6）RuBP 叶绿素（或酶、叶绿体等）
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