- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如图一所示，白光透过三棱镜后会按波长不同分散成为七色条带．现有多个图二所示的装置，A是活塞，B是玻璃罩，C是某植物，D是清水，E是红色水滴，F是带刻度尺的水平玻璃管，各个装置中植物的大小、生理状态都相同．将7套上述装置分别放在图一的1、2、3、4、5、6、7处，除光照外其他条件都完全相同且处于严格的最适状态，24小时后读取数据．每个装置红色液滴对应的初始刻度为0，零刻度右侧记为正值，零刻度左侧记为负值．
（1）该实验目的是探究______对光合作用速率的影响．
（2）图二装置实际上无法准确得到想要的数据．请在此基础上进行改进，使其能用于该实验测量植物的净光合速率和真光合速率．需要改动或添加的地方有：
①将7个装置中D里的清水改为______．
②为排出无关变量的影响，增加将装置中的C换成已经死亡的同样大小的植物的对照组．
③添加一个相同装置用于测量呼吸速率，D里的溶液应为______且将其置于______中．
（3）如果改动①中的某装置在某条件光照下所读数据是3，③添加的装置中所读数据是-2，则该植物在该光照条件下的真光合速率是______；如果改进①中的某装置在某条件光照下所读数据是0，说明在此光照条件下，该植物的光合作用速率______（填“大于”、“等于”、“小于”）呼吸作用速率．
（4）图三中Ⅰ～Ⅴ表示该植物细胞某些代谢过程，a～e表示相关物质．请据图回答下列问题：
①图三中Ⅰ～Ⅴ过程，能产生ATP的是______ （用图中数字表示），能在破伤风芽孢杆菌细胞中进行的过程是______ （用图中数字表示）．
②请写出Ⅰ、Ⅱ过程的总反应式：______．
正确答案
解：（1）实验装置是放在经过三棱镜后按波长不同分散成七色条带的1、2、3、4、5、6、7处，因此该实验目的是探究不同波长的光（或光的波长）对光合速率的影响．
（2）要探究“在不同波长的光下，该植物的净光合速率和真光合速率的变化情况”则需要分别测得净光合速率和呼吸速率．测净光合速率需要把①将7个装置中D里的清水改为二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠缓冲液．③测呼吸速率需要把添加一个相同装置用于测量呼吸量，置于黑暗中，且该装置中D里的溶液为氢氧化钠．
（3）如果改动①中的某装置在某条件光照下所读数据是3，为净光合速率；③添加的装置中所读数据是-2，为呼吸速率．根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率可知，该植物在该光照条件下的真光合速率是3+2=5．如果改进①中的某装置在某条件光照下所读数据是0，即净光合速率为0，说明在此光照条件下，该植物的光合作用速率等于呼吸作用速率．
（4）①分析题图可知，产生ATP的反应是光反应，有氧呼吸的第一、第二、第三阶段，即图中的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，所以能在细胞中进行的只能是图中的Ⅴ．
②分析题图可知，Ⅰ、Ⅱ过程是光合作用，反应式是：
故答案为：
（1）不同波长的光（或光的波长）
（2）①CO2缓冲液（或碳酸氢钠溶液）
③氢氧化钠溶液 黑暗环境（无光环境）
（3）5 等于
（4）①Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、ⅤⅤ
②
解析
解：（1）实验装置是放在经过三棱镜后按波长不同分散成七色条带的1、2、3、4、5、6、7处，因此该实验目的是探究不同波长的光（或光的波长）对光合速率的影响．
（2）要探究“在不同波长的光下，该植物的净光合速率和真光合速率的变化情况”则需要分别测得净光合速率和呼吸速率．测净光合速率需要把①将7个装置中D里的清水改为二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠缓冲液．③测呼吸速率需要把添加一个相同装置用于测量呼吸量，置于黑暗中，且该装置中D里的溶液为氢氧化钠．
（3）如果改动①中的某装置在某条件光照下所读数据是3，为净光合速率；③添加的装置中所读数据是-2，为呼吸速率．根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率可知，该植物在该光照条件下的真光合速率是3+2=5．如果改进①中的某装置在某条件光照下所读数据是0，即净光合速率为0，说明在此光照条件下，该植物的光合作用速率等于呼吸作用速率．
（4）①分析题图可知，产生ATP的反应是光反应，有氧呼吸的第一、第二、第三阶段，即图中的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，所以能在细胞中进行的只能是图中的Ⅴ．
②分析题图可知，Ⅰ、Ⅱ过程是光合作用，反应式是：
故答案为：
（1）不同波长的光（或光的波长）
（2）①CO2缓冲液（或碳酸氢钠溶液）
③氢氧化钠溶液 黑暗环境（无光环境）
（3）5 等于
（4）①Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、ⅤⅤ
②
将碧绿的韭菜用草遮盖培育成韭黄的过程中，会发生的生理活动有（ ）
正确答案
解析
解：A、细胞呼吸在有光无光条件下均可进行，A正确；
B、由于用草遮盖，因此韭菜没有光照，韭菜不能进行光合作用，B错误；
C、蛋白质是生命活动的主要承担者，只要尽心新陈代谢就会有蛋白质的合成，C正确；
D、韭菜变成韭黄的过程中，必定存在细胞的分裂和分化，D正确．
故选：ACD．
如图所示是测定植物某一生命活动过程的装置，从左侧泵入空气后，会产生某些实验现象．下列说法中错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、装置甲是为了吸收空气中的二氧化碳，防止影响实验结果，澄清石灰水是鉴定是否产生CO2的，因此该实验的目的是测定植物呼吸作用能产生CO2，故温度是该实验的一个无关变量，A正确；
B、本实验装置中乙瓶的作用是为了检验空气中的二氧化碳是否被NaOH溶液完全吸收，从而减少实验误差，B正确；
C、把不透光的玻璃罩换成透光的玻璃罩，植物能进行光合作用和呼吸作用，呼吸作用产生的CO2被光合作用吸收，故实验现象不明显，C错误；
D、如果将丙瓶中的植物换成萌发的种子，由于种子也能进行呼吸作用产生CO2，则实验出现相同的现象，D正确．
故选：C．
（2016•宁波校级二模）为研究不同光质对黄瓜幼苗生长的影响，科学家利用不同红蓝光配比的LED光进行了实验，结果如下．
（1）实验中可用______为溶剂提取光合色素，并用______法将不同色素进行分离．
（2）由表中数据可知，光合色素含量与光合作用速率具有正相关关系．这是因为光合色素吸收光能，在类囊体薄膜上生成NADPH和ATP，这两种物质在卡尔文循环中，除了提供能量外，还分别提供了______．
（3）由上述实验结果可以看出，在______处理条件下，叶绿素含量达到最大．在100%蓝光处理条件下黄瓜幼苗的______达到最大，推测此条件下，植物色素的活性增强，导致植物接受光能的能力增强，但此处理条件下植株的干重却不是最高的，推测原因最可能是：______．
（4）综合上述分析，红蓝比为______的LED复合光最有利于黄瓜幼苗生长，可以作为培育黄瓜幼苗光源的光谱调制的参考标准．
正确答案
解：（1）光合作用的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，可以用95%乙醇（或无水乙醇）．用纸层析法分离光合作用的色素．
（2）光合作用过程中的光反应可以为暗反应提供能量外，还分别提供了[H]和磷酸基团等．
（3）据表分析，75%红光+25%蓝光（或红蓝比为3：1的复合光）处理条件下，光合色素含量达到最大．在100%蓝光处理条件下黄瓜幼苗的净光合速率达到最大，此时植物色素的活性增强，导致植物接受光能的能力增强．由于此时呼吸速率可能也很高，导致生物量的累积减缓．
（4）综合分析，从生长和干物质积累角度考虑，红蓝比为3：1的LED复合光可以作为设施培育黄瓜幼苗光源的光谱调制的参考标准．
故答案为：
（1）95% 乙醇（或无水乙醇） 纸层析法
（2）氢、磷酸基团
（3）75%红光+25%蓝光 CO2固定速率 100%蓝光照射下呼吸速率升高，有机物净积累量仍较低
（4）3：1
解析
解：（1）光合作用的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，可以用95%乙醇（或无水乙醇）．用纸层析法分离光合作用的色素．
（2）光合作用过程中的光反应可以为暗反应提供能量外，还分别提供了[H]和磷酸基团等．
（3）据表分析，75%红光+25%蓝光（或红蓝比为3：1的复合光）处理条件下，光合色素含量达到最大．在100%蓝光处理条件下黄瓜幼苗的净光合速率达到最大，此时植物色素的活性增强，导致植物接受光能的能力增强．由于此时呼吸速率可能也很高，导致生物量的累积减缓．
（4）综合分析，从生长和干物质积累角度考虑，红蓝比为3：1的LED复合光可以作为设施培育黄瓜幼苗光源的光谱调制的参考标准．
故答案为：
（1）95% 乙醇（或无水乙醇） 纸层析法
（2）氢、磷酸基团
（3）75%红光+25%蓝光 CO2固定速率 100%蓝光照射下呼吸速率升高，有机物净积累量仍较低
（4）3：1
回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题
人工气候室使人们能在可控条件下研究环境因素对植物生长的影响．
（Ⅰ）如图1为控制温度不变的情况下，一天中密封玻璃罩中CO2浓度的变化情况，开始时A为黑暗状态
（1）植物光合作用最强的区段是______，（填字母）如何判定______
（2）光合作用开始于______点，A点产生ATP的场所在______
（3）光合作用等于呼吸作用的点是______（填字母），判断依据是______
（Ⅱ）下表表示不同CO2%下温度对番茄幼苗光合速率的影响．
番茄幼苗光合速率（CO2吸收）/[mmol/（m2•s）]
（4）在图2中的虚线方框内将表中数据转换为折线图．
（5）如何描述此曲线：______．
（6）计算：番茄幼苗在35℃、饱和CO2%下O2释放量比30℃、大气CO2%下的多______ mg/（100cm2•s）．
正确答案
解：（1）图中当二氧化碳浓度下降时，表明光合作用大于呼吸作用强度，图中EF段斜率最大，二氧化碳的减少的速率最快，呼吸作用不变，因此光合作用最强．
（2）图中D点时二氧化碳浓度刚好达到平衡点，此时光合作用刚好等于呼吸作用，因此光合作用开始于D点之前即C点．A点时为夜间12点，此时植物只进行呼吸作用，因此产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体．
（3）曲线中D（H）点之前二氧化碳浓度升高，光合作用小于呼吸作用，D（H）点之后二氧化碳浓度下降，光合作用大于呼吸作用，所以D（H）点光合作用=呼吸作用光合作用等于呼吸作用的点．
（4）画图根据表格中数据确定点，然后连线即可．
（5）图中看出，温度影响光合速率，在一定范围内，随着温度的升高光合速率不断提高，偏离最适温度，光合速率减慢；并且饱和CO2浓度下，其最适温度高于大气CO2%下，温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的更大．
（6）表示中看出，番茄幼苗在35℃、饱和CO2%下CO2吸收量为49mmol/（m2•s），30℃、大气CO2%下CO2吸收量为21mmol/（m2•s），即多吸收28mmol/（m2•s），则O2释放量要多28mmol/（m2•s），则质量=28×32=896mg/（m2•s）=8.96 mg/（100cm2•s）．
故答案为：
（1）EF 此时斜率最大，二氧化碳的减少的速率最快，呼吸作用不变，因此光合作用最强
（2）C 细胞质基质和线粒体
（3）D点和H点 D（H）点之前二氧化碳浓度升高，光合作用小于呼吸作用，D（H）点之后二氧化碳浓度下降，光合作用大于呼吸作用，所以D（H）点光合作用=呼吸作用
（4）（2分）（坐标和趋势）此图为参考
（5）①温度影响光合速率，偏离最适温度，光合速率减慢，②饱和CO2浓度下，温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的更大．
（6）8.96
解析
解：（1）图中当二氧化碳浓度下降时，表明光合作用大于呼吸作用强度，图中EF段斜率最大，二氧化碳的减少的速率最快，呼吸作用不变，因此光合作用最强．
（2）图中D点时二氧化碳浓度刚好达到平衡点，此时光合作用刚好等于呼吸作用，因此光合作用开始于D点之前即C点．A点时为夜间12点，此时植物只进行呼吸作用，因此产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体．
（3）曲线中D（H）点之前二氧化碳浓度升高，光合作用小于呼吸作用，D（H）点之后二氧化碳浓度下降，光合作用大于呼吸作用，所以D（H）点光合作用=呼吸作用光合作用等于呼吸作用的点．
（4）画图根据表格中数据确定点，然后连线即可．
（5）图中看出，温度影响光合速率，在一定范围内，随着温度的升高光合速率不断提高，偏离最适温度，光合速率减慢；并且饱和CO2浓度下，其最适温度高于大气CO2%下，温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的更大．
（6）表示中看出，番茄幼苗在35℃、饱和CO2%下CO2吸收量为49mmol/（m2•s），30℃、大气CO2%下CO2吸收量为21mmol/（m2•s），即多吸收28mmol/（m2•s），则O2释放量要多28mmol/（m2•s），则质量=28×32=896mg/（m2•s）=8.96 mg/（100cm2•s）．
故答案为：
（1）EF 此时斜率最大，二氧化碳的减少的速率最快，呼吸作用不变，因此光合作用最强
（2）C 细胞质基质和线粒体
（3）D点和H点 D（H）点之前二氧化碳浓度升高，光合作用小于呼吸作用，D（H）点之后二氧化碳浓度下降，光合作用大于呼吸作用，所以D（H）点光合作用=呼吸作用
（4）（2分）（坐标和趋势）此图为参考
（5）①温度影响光合速率，偏离最适温度，光合速率减慢，②饱和CO2浓度下，温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的更大．
（6）8.96
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