- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
（1）光照强度在a～k范围内，限制该植物吸收CO2的速率的主要环境因素是______
（2）如果该植物吸收CO2的速率以摩尔数/单位时间来表示，那么在光照强度为g、温度为为t1时，该植物产生O2的速率是______摩尔/单位时间．
（3）假定在24小时中，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t1和t2时都能生长的光照强度至少要大于______
（4）在光照强度为k的情况下，该兴趣小组根据实验结果，得出“此植物在温度为t1时，吸收CO2的速率最大”的结论．如仅依据图示结果，得出上述结论并不妥当，请你在该兴趣小组的实验基础上提出改进思路：______．
在上述探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量：______外，还需要______，才能使实验结果具有价值．
正确答案
解：（1）很据题干中“分别用两种温度（用t表示，t1＞t2）和不同的光照强度对某植物进行光合作用实验，得到如下图所示的结果”可知，光照强度在a～k范围内，限制该植物吸收CO2的速率的主要环境因素是光照强度和温度．
（2）从图示看出，在光照强度为g、温度为为t1时，该植物的净光合速率为4摩尔/单位时间，呼吸速率为2摩尔/单位时间．根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率，可知植物产生O2的速率=4+2=6摩尔/单位时间．
（3）植物能生长必须保证在24小时中的净光合速率大于0．在t1时，植物的呼吸速率为2，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t1时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×2＞0，X＞4，故光照强度至少要大于g；在t2时，植物的呼吸速率为1，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t2时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×1＞0，X＞2，故光照强度至少要大于g．因此，假定在24小时中，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t1和t2时都能生长的光照强度至少要大于g．
（4）在光照强度为k的情况下，该兴趣小组根据实验结果，得出“此植物在温度为t2时，吸收CO2的速率最大”的结论．仅依据图示结果，得出上述结论并不妥当，在该兴趣小组的实验基础上的改进思路司：在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验．在上述探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量：温度外，还需要保持无关变量相同且适宜，才能使实验结果具有价值．
故答案为：（1）光照强度和温度
（2）6
（3）g
（4）在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验 温度 保持无关变量相同且适宜
解析
解：（1）很据题干中“分别用两种温度（用t表示，t1＞t2）和不同的光照强度对某植物进行光合作用实验，得到如下图所示的结果”可知，光照强度在a～k范围内，限制该植物吸收CO2的速率的主要环境因素是光照强度和温度．
（2）从图示看出，在光照强度为g、温度为为t1时，该植物的净光合速率为4摩尔/单位时间，呼吸速率为2摩尔/单位时间．根据真光合速率=净光合速率+呼吸速率，可知植物产生O2的速率=4+2=6摩尔/单位时间．
（3）植物能生长必须保证在24小时中的净光合速率大于0．在t1时，植物的呼吸速率为2，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t1时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×2＞0，X＞4，故光照强度至少要大于g；在t2时，植物的呼吸速率为1，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t2时能生长的净光合速率为X，则净光合速率=8X-16×1＞0，X＞2，故光照强度至少要大于g．因此，假定在24小时中，给该植物光照8小时和黑暗16小时，则能够保证该植物在t1和t2时都能生长的光照强度至少要大于g．
（4）在光照强度为k的情况下，该兴趣小组根据实验结果，得出“此植物在温度为t2时，吸收CO2的速率最大”的结论．仅依据图示结果，得出上述结论并不妥当，在该兴趣小组的实验基础上的改进思路司：在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验．在上述探究实验的全过程中，除了必须控制好自变量：温度外，还需要保持无关变量相同且适宜，才能使实验结果具有价值．
故答案为：（1）光照强度和温度
（2）6
（3）g
（4）在t2和t1间以及大于t1的范围内设置温度梯度，以光照强度为K进行实验 温度 保持无关变量相同且适宜
（2015秋•莆田校级月考）图1和图2是科研人员研究了光照强度、CO2浓度对番茄光合作用的影响．图3是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的实验装置．小球藻是一种单细胞藻类植物，K1、K2为阀门，实验开始前为关闭状态（不考虑通气管内的气体影响）．请回答下列问题：
（1）图3中，打开K1，给予试管一定强度的光照，一段时间后发现注射器活塞移动一段距离X后停止，停止移动的原因是______．距离X对应的体积可表示小球藻的______速率．
（2）图3中，若液滴右移，此时酵母菌的呼吸方式中一定有______．如果要进一步确定此结论，可取培养瓶中培养液，加入______（试剂）．
（3）图1表示在最适温度及其它条件保持不变的条件下番茄叶片CO2释放量随光强度变化的曲线．若图中的B点骤变为C点时，短时间C5和C3的含量变化将分别是______．图中若其它条件不变，温度升高5℃则A点将向______方向移动．
正确答案
容器内的二氧化碳有限
净光合作用
产生酒精的无氧呼吸（或无氧呼吸）
酸性重铬酸钾
增加和减少
向右
解析
解：（1）图3中打开K1，小球藻光合作用所需的CO2由溶液中NaHCO3提供，小球藻通过光合作用，不断产生O2，使注射器活塞移动，由于溶液中NaHCO3有限，消耗完后，光合作用不能继续，活塞移动一段距离后停止．
（2）图3中若有无氧呼吸时，酵母菌不消耗氧气，能产生CO2和有氧呼吸所没有的产物酒精，装置内气压上升，液滴右移；若想进一步确定此结论，可以取培养瓶中培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，若溶液出现橙色→灰绿色的变换，说明其中有酒精成分，酵母菌有进行无氧呼吸．
（3）图1中的B点骤变为C点时，光照增强，短时间内三碳化合物的含量将快速下降，是因为有充足的[H]和ATP，这两种物质都是光反应阶段的产物，同时五碳化合物含量将快速上升；图中若其它条件不变，温度上升5℃，则有关生理活动的酶活性升高，光补偿点A点将向右方移动．
故答案为：
（1）容器内的二氧化碳有限 净光合作用
（2）产生酒精的无氧呼吸（或无氧呼吸） 酸性重铬酸钾
（3）增加和减少 向右
正确答案
解析
解：A、当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和，A正确；
B、图中玉米是C4植物，水稻是C3植物，图中看出C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和，B正确；
C、图中在相同光照条件下，C4植物比C3植物光合作用强度高，即光能利用率高，C正确；
D、水稻和玉米均是阳生植物，D错误．
故选：D．
气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，其张开程度用气孔导度来表示，它反映了单位时间内进入叶片单位面积的CO2量．
（1）下表是植物Ⅰ和植物Ⅱ在一天中气孔导度的变化（单位：mmolCO2•m-2•s-1）．
则沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物______，
（2）如图1表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程（①～④表示不同过程）．
凌晨3：00时，植物Ⅰ和植物Ⅱ都能进行的生理过程有______（填图中序号）．
（3）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测的光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图2所示．
①水稻叶肉细胞中捕获光能的色素中既能吸收蓝紫光也能吸收红光的是____________．
②光照强度从10×102μmol•m-2•s-1上升到14×102μmol•m-2•s-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是______．此过程中该植株叶绿体内光反应中[H]的产生速率将______（升高/降低/基本不变）
③分析图中信息，PEPC酶所起的作用是______．
正确答案
解：（1）沙漠植物在正午蒸腾作用会很强，气孔会部分关闭，以减少水分的蒸腾，也就是说气孔导度会下降，故沙漠植物的气孔导度更接近植物Ⅰ；
（2）图中①②代表呼吸作用，③④代表光合作用的暗反应，凌晨3：00时，没有光照，植物Ⅰ和植物Ⅱ都不能进行光合作用，但都能进行呼吸作用；
（3）①既能吸收蓝紫光也能吸收红光的色素分子是叶绿素a和叶绿素b；
②光照强度从10×102μmol•m-2•s-1上升到14×102μmol•m-2•s-1时，光反应增强，产生更多的[H]和ATP，但是原种水稻的气孔导度下降，供应的CO2有限，这样，光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消；此过程中该植株叶绿体内光反应中[H]的产生速率将基本不变；
③转基因水稻气孔导度增加，强光下光合作用增强，PEPC酶所起的作用应该是增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合强度．
故答案为：
（1）Ⅰ
（2）①②
（3）①叶绿素a 和叶绿素b
②CO2供应已充足且光照强度已达饱和点（或“光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消”） 基本不变
③增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合强度
解析
解：（1）沙漠植物在正午蒸腾作用会很强，气孔会部分关闭，以减少水分的蒸腾，也就是说气孔导度会下降，故沙漠植物的气孔导度更接近植物Ⅰ；
（2）图中①②代表呼吸作用，③④代表光合作用的暗反应，凌晨3：00时，没有光照，植物Ⅰ和植物Ⅱ都不能进行光合作用，但都能进行呼吸作用；
（3）①既能吸收蓝紫光也能吸收红光的色素分子是叶绿素a和叶绿素b；
②光照强度从10×102μmol•m-2•s-1上升到14×102μmol•m-2•s-1时，光反应增强，产生更多的[H]和ATP，但是原种水稻的气孔导度下降，供应的CO2有限，这样，光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消；此过程中该植株叶绿体内光反应中[H]的产生速率将基本不变；
③转基因水稻气孔导度增加，强光下光合作用增强，PEPC酶所起的作用应该是增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合强度．
故答案为：
（1）Ⅰ
（2）①②
（3）①叶绿素a 和叶绿素b
②CO2供应已充足且光照强度已达饱和点（或“光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消”） 基本不变
③增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合强度
影响绿色植物光合作用的因素是多方面的，外界因素有光照强度、CO2的含量、温度等；内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等．
请根据图A影响光合作用的因素分析：
（1）如果横坐标代表光照强度，其影响光合速率主要是影响光合作用的光反应阶段，此时内部限制性因素最可能是______．若阴生植物的光合作用曲线为c，则阳生植物的光合作用曲线最可能是______．
（2）如果横坐标代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用首先是影响______的产生．图B是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图．该装置放在20℃环境中．实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X．30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置．据此实验回答下列问题：
（3）以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是______ mL/h．
（4）如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在0.6mL读数处．在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，才能使水滴维持在X的位置上．此结果说明此时限制光合速率的外界因素是______．
（5）用类似图B所示装置也可酿制葡萄酒，其原理是酵母菌是______微生物，因此可先通气后密闭，通气的目的是______．果汁发酵后，是否有酒精产生，可在酸性条件下用______ 来检测．
正确答案
解：（1）影响光反应的内部因素是色素的数量，阳生植物比阴生植物的光合作用强度大．则阳生植物的光合作用曲线最可能是a．
（2）二氧化碳作为光合作用的原料，参与光合作用的暗反应阶段，与五碳化合物结合形成三碳化合物，所以CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响三碳化合物的含量．
（3）30分钟内，针筒的读数由0.2mL变为0.6mL，说明产生了0.4mL的氧气，因此，植物的净光合作用速率是0.8mL/h．
（4）温度从20℃提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．
（5）酵母菌是兼性厌氧性微生物，在有氧气的时候进行有氧呼吸使酵母菌大量繁殖，在无氧的时候进行无氧呼吸．因此在酿酒的过程中，先通气使酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖后再通过酵母菌的无氧呼吸获得葡萄酒．果汁发酵后，是否有酒精生成，可在酸性条件下用重铬酸钾来检验．
故答案为：（1）色素的数量 a
（2）三碳化合物
（3）0.8
（4）温度
（5）兼性厌氧 使酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 重铬酸钾
解析
解：（1）影响光反应的内部因素是色素的数量，阳生植物比阴生植物的光合作用强度大．则阳生植物的光合作用曲线最可能是a．
（2）二氧化碳作为光合作用的原料，参与光合作用的暗反应阶段，与五碳化合物结合形成三碳化合物，所以CO2的含量影响光合作用强度，主要是影响三碳化合物的含量．
（3）30分钟内，针筒的读数由0.2mL变为0.6mL，说明产生了0.4mL的氧气，因此，植物的净光合作用速率是0.8mL/h．
（4）温度从20℃提升至30℃，针筒容量需要调至0.8mL读数，说明产生的气体增多，光合作用速率增大，即在光照充足的条件下，提高温度可提高光合作用的速率．
（5）酵母菌是兼性厌氧性微生物，在有氧气的时候进行有氧呼吸使酵母菌大量繁殖，在无氧的时候进行无氧呼吸．因此在酿酒的过程中，先通气使酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖后再通过酵母菌的无氧呼吸获得葡萄酒．果汁发酵后，是否有酒精生成，可在酸性条件下用重铬酸钾来检验．
故答案为：（1）色素的数量 a
（2）三碳化合物
（3）0.8
（4）温度
（5）兼性厌氧 使酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 重铬酸钾
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