- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
暑假期间，生物组老师们从衡水湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为 10mg/L．所用白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶．将它们分别置于六种不同的光黑强度下（由a→e逐渐加强）．24小时后，实测获得六 瓶中的溶解氧的含量，记录数据如下：
黑瓶中溶解氧的含量降低为4mg/L的原因______．该瓶中所有生物的呼吸消耗O2量为______ mg/L 24h．
（2）当该水层光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为______mg/L24h．光照强度至少为______klx时，该水层产氧量维挠生物耗氧量所需．
（3）若将a光照下的白瓶置于d光照下，其他条件不变，瓶中植物细胞中的三碳化合物和五碳化合物的含量变化为：三碳化合物______，五碳化合物______．
正确答案
黑瓶中生物呼吸耗氧，植物不能光合作用产生氧气
6
20
a
减少
增多
解析
解：（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，因此黑瓶中溶解氧的含量降低为4mg/L．该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-4=6（mg/L•24h）．
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=（24-10）+6=20mg/L•24h．
光照强度为a klx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡．
（3）表格中看出，d光照下的白瓶光合作用强度明显大于a光照下的白瓶，这是光照强度增强的原因．因此若将a光照下的白瓶移至d光照下，光照强度增强，光反应产生的ATP和[H]增多，将促进三碳化合物的还原，而二氧化碳固定正常进行，因此导致三碳化合物减少，五碳化合物增多．
故答案为：
（1）黑瓶中生物呼吸耗氧，植物不能光合作用产生氧气 6
（2）20 a
（3）减少 增多
为探究低浓度NaHSO3 溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题：
（1）实验报告
①材料用具：
乳熟期的温室盆栽水稻，1mmol/LNaHSO3 溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等．
②实验步骤：
第一步：选取若干______的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组．
第二步：每天傍晚分别将等量的______、______洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率．
③结果与分析：
实验结果见图1，经分析可以得出的结论是______．
（2）研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的______，进而加快对图2中______（填字母A～D）物质的利用．
（3）研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2umol/L硫酸甲酯吩嗪（PMS）和1mmol/LNaHSO3 效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应．请用柱形图绘制出实验结果（实验光照强度为1000umol•m-2•s-1）．
正确答案
解：（1）②该实验中自变量为是否喷施NaHSO3溶液，因变量是水稻光合速率，其它为无关变量，在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰，所用实验材料的株型、长势等条件要基本相同；实验操作分对照组和实验组，对照组喷洒一定量的蒸馏水，实验组喷洒1mmol/LNaHSO3溶液．
③根据图1，在不同光照强度下，喷洒NaHSO3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组，说明NaHSO3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率．
（2）光合作用的光反应阶段可以产生ATP，场所在叶绿体的类囊体薄膜上；图2中A表示二氧化碳，B表示C3，C表示光合作用产物糖类，D表示C5，光反应增强，ATP和[H]增多，可促进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用．
（3）根据题中信息，0.2μmol/L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol/L的NaHSO3溶液效应相同，可促进水稻光合作用效率，但二者无累加效应和抑制效应，即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的．据此信息结合图1可作出对应的条形图．
故答案为：
（1）
②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1mmol/LNaHSO3 溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3 溶液均可提高水稻光合速率
（2）类囊体 A、B、D
（3）如图
解析
解：（1）②该实验中自变量为是否喷施NaHSO3溶液，因变量是水稻光合速率，其它为无关变量，在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰，所用实验材料的株型、长势等条件要基本相同；实验操作分对照组和实验组，对照组喷洒一定量的蒸馏水，实验组喷洒1mmol/LNaHSO3溶液．
③根据图1，在不同光照强度下，喷洒NaHSO3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组，说明NaHSO3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率．
（2）光合作用的光反应阶段可以产生ATP，场所在叶绿体的类囊体薄膜上；图2中A表示二氧化碳，B表示C3，C表示光合作用产物糖类，D表示C5，光反应增强，ATP和[H]增多，可促进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用．
（3）根据题中信息，0.2μmol/L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol/L的NaHSO3溶液效应相同，可促进水稻光合作用效率，但二者无累加效应和抑制效应，即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的．据此信息结合图1可作出对应的条形图．
故答案为：
（1）
②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1mmol/LNaHSO3 溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3 溶液均可提高水稻光合速率
（2）类囊体 A、B、D
（3）如图
能够提高温室栽培植物光合作用效率（光合作用转换成的稳定化学能/吸收的光能）的措施是（ ）
正确答案
解析
解：A、延长光照时间只能提高光能利用率，不能提高光合作用效率，A错误；
B、用生物防治法替代农药与光合作用效率无关，涉及的是环境污染，B错误；
C、适当提高种植密度也只能提高光能利用率，不能提高光合作用效率，C错误；
D、适当提高二氧化碳浓度、温度等条件，都能提高光合作用效率，从而提高光能利用率，D正确．
故选：D．
正确答案
解析
解：A、图中，d1浓度和d3浓度相比，净光合速率相等，但是d1浓度的呼吸速率大于d3浓度，因此d1浓度下实际光合作用强，单位时间内蓝藻细胞光合作用生成的O2多，故A正确；
B、与d2浓度相比，d3浓度下呼吸作用弱，因此单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP少，故B错误；
C、d2浓度下，净光合速率和呼吸速率均达到最大，即实际光合作用最强，此时二氧化碳浓度不再是光合作用的限制因素，因此要进一步提高光合作用强度，可适当增加光照强度，故C正确；
D、虽然密闭条件下无法与外界环境进行气体交换，但是蓝藻能进行光合作用产生氧气，因此无法判断蓝藻是否为兼性厌氧生物，故D错误．
故选：BD．
（1）在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器．线粒体中能量转换形式是______；叶绿体中能量转换形式是______．
（2）如图图1表示某阳生植物光合作用强度与光照强度的关系．其中的纵坐标表示该植物整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况．请分析回答：
①当光照强度为b时，限制光合作用强度不再增加的外界因素可能______、______等．
②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量______．（大于、等于或小于）呼吸作用放出CO2的量．如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？______，
③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动？______．
（3）图2表示大气中氧气的浓度对某植物组织内CO2产生的影响，试据图回答：
①A点表示该植物组织释放CO2较多，这些CO2主要是______的产物．
②由B到C，CO2的释放量不断增加，其主要原因是______．
正确答案
解：（1）线粒体中发生的能量变化是：有机物中的化学能释放出来，转变成热能和储存在ATP中的化学能；光合作用过程中的能量变化是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能．
（2）①当光照强度为b时，横坐标光照强度不再是限制光合作用的因素，所以限制光合作用强度的外界因素可能温度、CO2浓度等．
②光照强度为a时，二氧化碳既不吸收，也不释放，所以光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量；如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长，这是因为白天的净光合作用为0，而夜晚还要进行呼吸作用，一昼夜的净积累量为负值，所以不能正常生长．
③而人参是典型的阴生植物，它在较弱的光照强度条件下就能生长良好，不需要很强的光照，因此，如果把以上的关系曲线图改为人参的，其b点的位置应向左移．
（3）①图中A点氧气的浓度为非常低，所以植物主要进行无氧呼吸，释放出的二氧化碳主要来自无氧呼吸．
②由B到C，CO2的释放量不断增加，其主要原因是随着氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐增强．
故答案为：
（1）有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
（2）①温度 CO2浓度 ②等于 不能 ③左移
（3）①无氧呼吸 ②随着氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐增强
解析
解：（1）线粒体中发生的能量变化是：有机物中的化学能释放出来，转变成热能和储存在ATP中的化学能；光合作用过程中的能量变化是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能．
（2）①当光照强度为b时，横坐标光照强度不再是限制光合作用的因素，所以限制光合作用强度的外界因素可能温度、CO2浓度等．
②光照强度为a时，二氧化碳既不吸收，也不释放，所以光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量；如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长，这是因为白天的净光合作用为0，而夜晚还要进行呼吸作用，一昼夜的净积累量为负值，所以不能正常生长．
③而人参是典型的阴生植物，它在较弱的光照强度条件下就能生长良好，不需要很强的光照，因此，如果把以上的关系曲线图改为人参的，其b点的位置应向左移．
（3）①图中A点氧气的浓度为非常低，所以植物主要进行无氧呼吸，释放出的二氧化碳主要来自无氧呼吸．
②由B到C，CO2的释放量不断增加，其主要原因是随着氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐增强．
故答案为：
（1）有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能 光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
（2）①温度 CO2浓度 ②等于 不能 ③左移
（3）①无氧呼吸 ②随着氧气浓度的增加，有氧呼吸逐渐增强
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