- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
某同学欲测定植物叶片的光合作用速率，作如图1所示实验．在叶柄基部作环剥处理，在不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的光合作用速率（不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响）．
（1）在叶柄基部作环剥处理，目的是______．
（2）从上午10时到下午4时叶片净光合作用总量可表示为______．
（3）如果测得叶片的真光合作用速率=（7y-6z-x）/6g•cm-2•h-1（不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响）则M处的实验条件是______．
（4）昼夜温差对于植物生长影响很大，如图2所示，昼温为25℃时，植物生长最快的夜间温度是______．
正确答案
解：（1）叶片进行光合作用产生的有机物会通过叶柄处输出给植物的其他部位，因此为了限制叶片有机物的输入和输出，在叶柄基部作环剥处理．
（2）从上午10时叶片干重为x克，下午4时叶片干重为y克，这段时间内叶片既进行了光合作用，又进行了呼吸作用，因此（y-x）克可表示这段时间内的净光合作用总量．
（3）药测得真光合作用速率，必须测定出1小时的呼吸速率，因此M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时（或对叶片遮光、下午5时移走）然后测定其重量为z克，则（y-z）克可表示呼吸速率，而叶片的真光合作用速率=净光合速率+呼吸速率=
（4）图2中干物质增长量即为一天中光合作用积累的有机物总量，图中可以看出昼温为25℃时，夜温为15℃时，植物的干物质量最大，植物生长最快．
故答案为：
（1）限制叶片有机物的输入和输出
（2）（y-x）克
（3）下午4时后将整个实验装置遮光1小时（或对叶片遮光、下午5时移走）
（4）15℃
解析
解：（1）叶片进行光合作用产生的有机物会通过叶柄处输出给植物的其他部位，因此为了限制叶片有机物的输入和输出，在叶柄基部作环剥处理．
（2）从上午10时叶片干重为x克，下午4时叶片干重为y克，这段时间内叶片既进行了光合作用，又进行了呼吸作用，因此（y-x）克可表示这段时间内的净光合作用总量．
（3）药测得真光合作用速率，必须测定出1小时的呼吸速率，因此M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时（或对叶片遮光、下午5时移走）然后测定其重量为z克，则（y-z）克可表示呼吸速率，而叶片的真光合作用速率=净光合速率+呼吸速率=
（4）图2中干物质增长量即为一天中光合作用积累的有机物总量，图中可以看出昼温为25℃时，夜温为15℃时，植物的干物质量最大，植物生长最快．
故答案为：
（1）限制叶片有机物的输入和输出
（2）（y-x）克
（3）下午4时后将整个实验装置遮光1小时（或对叶片遮光、下午5时移走）
（4）15℃
（1）研究结果所测定的黄瓜叶片光合速率的含义是______若夜间测量还能够得到______．夜间测量的结果也会随时间发生变化，导致变化的最可能的原因是______
（2）研究结果表明，不同月份温室栽培的黄瓜一天中的光合速率变化规律相似，这是因为______1月日光温室黄瓜叶片光合速率明显低于5月，其原因是______
（3）若在生产过程中适当增施有机肥，则预期对实验结果的影响是______，原因之一是______有机肥经______产生CO2，加速光合作用中______过程．
正确答案
解：（1）白天时，植物既进行光合作用，又进行呼吸作用，植物的光合速率可用单位时间、单位面积的黄瓜叶片吸收CO2的量表示，此量为净光合速率．夜晚时，植物只进行呼吸作用，因此夜晚测定的CO2的量表示黄瓜叶片的呼吸速率．夜晚温度会不断变化，温度又会影响酶的活性，因此夜晚测定的呼吸速率也会不断变化．
（2）由于光照强度在一天中呈规律性的变化，因此不同月份温室栽培的黄瓜一天中的光合速率变化规律相似．1月的光照弱且光照时间短，气温和地温较低，5月的光照强且光照时间长，气温和地温较高，因此1月日光温室黄瓜叶片光合速率明显低于5月．
（3）若在生产过程中适当增施有机肥，有机肥在微生物的分解过程中会释放二氧化碳，二氧化碳主要用于光合作用暗反应中二氧化碳的固定，因此黄瓜光合作用速率会提高．并且分解后产生的无机物又可以用作植物的肥料．
故答案为：
（1）单位时间、单位面积的黄瓜叶片吸收CO2的量（或净光合速率） 单位时间、单位面积的黄瓜叶片呼吸释放CO2的量（或呼吸速率） 夜间温度变化，导致呼吸速率不同
（2）光照强度在一天中呈规律性的变化 1月的光照弱且光照时间短，气温和地温较低（5月的光照强且光照时间长，气温和地温较高）
（3）提高黄瓜光合作用速率 微生物的分解（或呼吸）作用 碳反应（或暗反应）
解析
解：（1）白天时，植物既进行光合作用，又进行呼吸作用，植物的光合速率可用单位时间、单位面积的黄瓜叶片吸收CO2的量表示，此量为净光合速率．夜晚时，植物只进行呼吸作用，因此夜晚测定的CO2的量表示黄瓜叶片的呼吸速率．夜晚温度会不断变化，温度又会影响酶的活性，因此夜晚测定的呼吸速率也会不断变化．
（2）由于光照强度在一天中呈规律性的变化，因此不同月份温室栽培的黄瓜一天中的光合速率变化规律相似．1月的光照弱且光照时间短，气温和地温较低，5月的光照强且光照时间长，气温和地温较高，因此1月日光温室黄瓜叶片光合速率明显低于5月．
（3）若在生产过程中适当增施有机肥，有机肥在微生物的分解过程中会释放二氧化碳，二氧化碳主要用于光合作用暗反应中二氧化碳的固定，因此黄瓜光合作用速率会提高．并且分解后产生的无机物又可以用作植物的肥料．
故答案为：
（1）单位时间、单位面积的黄瓜叶片吸收CO2的量（或净光合速率） 单位时间、单位面积的黄瓜叶片呼吸释放CO2的量（或呼吸速率） 夜间温度变化，导致呼吸速率不同
（2）光照强度在一天中呈规律性的变化 1月的光照弱且光照时间短，气温和地温较低（5月的光照强且光照时间长，气温和地温较高）
（3）提高黄瓜光合作用速率 微生物的分解（或呼吸）作用 碳反应（或暗反应）
某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验如下，请分析回答：
（1）他们将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中（室温20℃），在光照条件下可观察到枝条放出气泡．他们以太阳灯（冷光源）作为光源，移动太阳灯（冷光源）使之与大试管的距离不同，结果如图2中曲线l所示（伊乐藻的光合速率用单位时间O2释放量表示）．该小组的实验研究的是______对光合速率的影响．（备注：冷光源能排除温度对实验结果的干扰．）
（2）试管中收集的O2量代表______（填“总”或“净”）光合作用强度．该小组在室温10℃和30%时分别进行了实验，结果如曲线2和曲线3，则BC段的限制因素主要是______．C点时细胞中能产生[H]的细胞器是______．
（3）在B点时，曲线1中光合作用的实际速率______（大于、等于或小于）曲线2中光合作用的实际速率．
（4）假如用伊乐藻做实验材料来证明光合作用产生的O2来自于水而不是CO2，请你写出该实验的设计思路及结果______．
正确答案
光照强度
净
光照强度
线粒体和叶绿体
大于
用18O分别标记CO2和H2O，分别将C18O2和H2O、CO2和H218O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻光合作用释放的氧气，发现18O只出现在用H218O组的伊乐藻中．
解析
解：（1）在该实验中改变太阳灯与试管的距离也就意味着改变光合作用强度，故该小组的实验研究的是光照强度对光合速率的影响．
（2）试管中的氧气是氧气的释放量，氧气的释放量=氧气的产生量（真正的光合作用强度）-呼吸作用消耗的氧气，所以代表净光合作用强度．分析BC段，BC段是在同一个二氧化碳的浓度下，不同温度下的曲线，而且在不同温度下，曲线是重合的，说明改变温度不影响光合作用强度，但是改变太阳灯的距离，光合作用强度改变，说明影响BC段的因素是光合作用强度．C点代表氧气的释放量为0，说明光合作用强度=呼吸作用强度，所以C点既进行光合作用又进行呼吸作用，产生[H]的场所为线粒体和叶绿体．
（3）在B点曲线1和曲线2的净光合作用强度相等，而曲线1是在20℃的条件下，曲线2是在10℃的条件下，所以曲线1的呼吸作用强度大，也就是曲线1的实际光合作用强度大．
（4）用18O分别标记CO2和H2O，分别将C18O2和H2O、CO2和H218O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻光合作用释放的氧气，发现18O只出现在用H218O组的伊乐藻中．
故答案为：
（1）光照强度
（2）净 光照强度 线粒体和叶绿体
（3）大于
（4）用18O分别标记CO2和H2O，分别将C18O2和H2O、CO2和H218O提供给两组伊乐藻，分别检测两组伊乐藻光合作用释放的氧气，发现18O只出现在用H218O组的伊乐藻中
现有A、B、C三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图I所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度．为此某同学设计了图II所示的实验装置．已知叶绿体中的色素主要吸收430-450nm的蓝紫光和640-660nm的红橙光，那么根据图II实验现象推断A、B、C三种灯泡与图I中三条曲线之间的对应关系及温室中应选择的灯泡种类分别是（ ）
正确答案
解析
解：据图可知，试管甲中产生气泡量最少，说明光合作用最弱，因此该光照条件色素吸收最少，根据题中色素主要吸收430-450nm的蓝紫光和640-660nm的红橙光，可知试管甲的灯泡A应为图Ⅰ曲线中②（即绿光，色素对绿光吸收最少）；
试管乙中产生气泡最多，光合作用最强，因此灯泡B应为既包括蓝紫光又包括红橙光的曲线①；
试管丙中产生的气泡量适中，因此灯泡C应为处于红橙光的曲线③．
温室中为了提高光合速率，提高产量，应选择光范围最广的灯泡B．
故选：C．
1937年，植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于试管中，假若在试管中加入适当的“氢受体”，如二氯酚吲哚酚（简称DCPIP），那么照光后便会使水分解并放出氧气，这个反应被称为“希尔反应”．反应的过程如下（注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色）．
DCPIP（蓝色）+H2O
为了验证光合作用所需的条件，现提供如下材料和用品：离体叶绿体、0.5mol/L蔗糖溶液、1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、试管若干、离心机．请依据“希尔反应”涉及的实验原理，完成下面的实验设计并回答下列问题：
（1）方法步骤：
第一步：将离体叶绿体置于0.5mol/L蔗糖溶液中制备成叶绿体悬浮液；
第二步：填表
第三步：一段时间后，各试管用离心机离心5分钟．
第四步：分析，试管1中有气泡产生，该气泡中的气体是______，如何设计实验来验证气体中所含的气体成分？______．
（2）可能的实验结果及相应的结论：
观察结果：离心后三支试管内上层清液的颜色分别是______
实验结论：光合作用的条件是______．
正确答案
解：（1）表中给出的试管1为对照实验（处于正常状态下），可以发生光合作用，第二组、第三组分别为缺少光照和缺少叶绿体悬浮液的实验组．试管1中有气泡产生，该气泡中的气体是氧气．用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃），则证明该气泡中的气体是氧气．
（2）根据三支试管中加入的物质和条件可以判断试管1进行了光反应，试管2、试管3不能进行光反应．试管1由于可以进行光合作用导致二氯酚吲哚酚褪色，试管2和试管3由于不能进行光合作用，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色．
故答案为：
（1）
氧气 用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃）
（2）试管一：无色；试管二：蓝色；试管三：蓝色 光、叶绿体
解析
解：（1）表中给出的试管1为对照实验（处于正常状态下），可以发生光合作用，第二组、第三组分别为缺少光照和缺少叶绿体悬浮液的实验组．试管1中有气泡产生，该气泡中的气体是氧气．用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃），则证明该气泡中的气体是氧气．
（2）根据三支试管中加入的物质和条件可以判断试管1进行了光反应，试管2、试管3不能进行光反应．试管1由于可以进行光合作用导致二氯酚吲哚酚褪色，试管2和试管3由于不能进行光合作用，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色．
故答案为：
（1）
氧气 用透明的玻璃罩把培养皿罩起来，把快要熄灭的火柴棒迅速深入玻璃罩内，火柴重新燃烧起来（使带火星的木条复燃）
（2）试管一：无色；试管二：蓝色；试管三：蓝色 光、叶绿体
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