- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
下列是关于某种植物光合作用的一些实验：
（1）甲图中曲线3、1、2分别是在室温30℃、20℃、10℃下测得，该实验还以日光灯作光源，移动日光灯使之与实验装置的距离不同，光合速率随之发生变化．图中D点和AB段限制光合速率的主要因素分别是______和______．
（2）乙图所示过程是将14C标记的CO2提供给该植物进行光合作用，在光照条件下，给予浓度为1%的CO2，5分钟后降低为0.003%，再过10分钟后换成l%浓度的CO2持续5分钟．则曲线a、b、c分别表示______．（CH2O）/C5/C3．
（3）若每天给予该植物12小时光照，则丙表中所列温度选择______时最有利于其生长；若光照相同时间，30℃时光合作用制造的有机物的量______（大于/小于/等于）25℃时的；
（4）下图与表格35℃所示情况相符的一项是______
（5）光照下该植物叶绿体中发生的能量转换为______，ADP的转移方向为______．
正确答案
解：（1）由题意可知，甲图中有自变量为：温度和光照强度（日光灯与大试管的距离），因此，图中D点和AB段影响光合速率的主要限制因素分别是温度和光照强度．
（2）当CO2浓度下降时，CO2的固定受阻，C5消耗量减少但C3还原仍能正常发生，所以C5含量增多，C3含量减少，（CH2O）合成速度减慢．当CO2浓度升高时，变化趋势相反．因此，曲线a、b、c分别表示C3、C5、（CH2O）．
（3）光照下吸收CO2（mg/h）量表示净光合速率，而黑暗中释放CO2（mg/h）量表示细胞呼吸速率．若每天给予该植物12小时光照，则一天中有机物的积累量=12×（净光合速率-呼吸速率），当两者差值最大时，最有利于植物生长，因此选25℃．光合作用制造的有机物速率=净光合速率+呼吸速率，因此30℃时光合作用制造的有机物的量大于25℃时的．
（4）A表示呼吸作用大于光合作用，B表示只有呼吸作用，C表示光合作用等于呼吸作用，D表示光合作用大于呼吸作用．丙表35℃净光合速率为3mg/h，即光合作用大于呼吸作用，因此选图D．
（5）光照下该植物叶绿体中发生的能量转换为光能→活跃的化学能→稳定的化学能，由于ADP在叶绿体基质中经C3化合物的还原生成，在叶绿体类囊体薄膜经光反应产生ATP消耗，因此ADP的转移方向为从叶绿体基质转移到类囊体薄膜．
故答案为：
（1）温度 光照强度
（2）C3、C5、（CH2O）
（3）25℃大于
（4）D
（5）光能→活跃的化学能→稳定的化学能 从叶绿体基质转移到类囊体薄膜
解析
解：（1）由题意可知，甲图中有自变量为：温度和光照强度（日光灯与大试管的距离），因此，图中D点和AB段影响光合速率的主要限制因素分别是温度和光照强度．
（2）当CO2浓度下降时，CO2的固定受阻，C5消耗量减少但C3还原仍能正常发生，所以C5含量增多，C3含量减少，（CH2O）合成速度减慢．当CO2浓度升高时，变化趋势相反．因此，曲线a、b、c分别表示C3、C5、（CH2O）．
（3）光照下吸收CO2（mg/h）量表示净光合速率，而黑暗中释放CO2（mg/h）量表示细胞呼吸速率．若每天给予该植物12小时光照，则一天中有机物的积累量=12×（净光合速率-呼吸速率），当两者差值最大时，最有利于植物生长，因此选25℃．光合作用制造的有机物速率=净光合速率+呼吸速率，因此30℃时光合作用制造的有机物的量大于25℃时的．
（4）A表示呼吸作用大于光合作用，B表示只有呼吸作用，C表示光合作用等于呼吸作用，D表示光合作用大于呼吸作用．丙表35℃净光合速率为3mg/h，即光合作用大于呼吸作用，因此选图D．
（5）光照下该植物叶绿体中发生的能量转换为光能→活跃的化学能→稳定的化学能，由于ADP在叶绿体基质中经C3化合物的还原生成，在叶绿体类囊体薄膜经光反应产生ATP消耗，因此ADP的转移方向为从叶绿体基质转移到类囊体薄膜．
故答案为：
（1）温度 光照强度
（2）C3、C5、（CH2O）
（3）25℃大于
（4）D
（5）光能→活跃的化学能→稳定的化学能 从叶绿体基质转移到类囊体薄膜
如图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞，它可调节气孔的开闭．研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中，研究光照强度与光合速率的关系，结果如图2所示．请回答：
（1）在黑暗条件下，保卫细胞中合成ATP的场所有______．在叶绿体中，ADP的转移情况是从______到______（填结构名称）．当植物缺镁时，B点将向______移．
（2）图1所示箭头为炎热夏季中午细胞中水分流动的总方向，这时气孔______．此时，直接受到抑制的反应是______（写反应式），三碳酸的含量如何变化？______；此刻细胞中______（填植物激素）含量较高．
（3）据图2分析，在1klx的光照条件下，该叶片在1小时内由光合作用产生的O2量约为______ mL．
正确答案
解：（1）黑暗条件下，保卫细胞只能进行呼吸作用，所以其合成ATP的场所为细胞质基质和线粒体．在叶绿体中，光反应需要消耗ADP合成ATP，暗反应会消耗ATP产生ADP，所以ADP的转移情况是从叶绿体基质到类囊体薄膜．当植物缺镁时，叶绿素的合成受到影响，光合作用强度减弱，B点光合作用强度等于细胞呼吸强度，故应增大光照强度，B点将向右移．
（2）据图可知两个细胞贴近部分壁厚，伸缩性小，外侧部分壁薄，伸缩性大，结合炎热夏季中午的细胞中水分流动的方向，可推知保卫细胞失水，内侧壁由弯曲逐渐竖直，引起气孔关闭．此时，细胞中二氧化碳含量减少，直接受到抑制的反应是CO2固定，反应式为：CO2+C5
（3）据图可知，1klx的光照条件下，净光合量为11.2mL/h，呼吸消耗量11.2mL/h，光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h，因此1h时间内，光合作用产生O2的量为22.4mL/h×1h=22.4mL．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体 叶绿体基质 类囊体薄膜 右
（2）关闭 CO2+C5
（3）22.4
解析
解：（1）黑暗条件下，保卫细胞只能进行呼吸作用，所以其合成ATP的场所为细胞质基质和线粒体．在叶绿体中，光反应需要消耗ADP合成ATP，暗反应会消耗ATP产生ADP，所以ADP的转移情况是从叶绿体基质到类囊体薄膜．当植物缺镁时，叶绿素的合成受到影响，光合作用强度减弱，B点光合作用强度等于细胞呼吸强度，故应增大光照强度，B点将向右移．
（2）据图可知两个细胞贴近部分壁厚，伸缩性小，外侧部分壁薄，伸缩性大，结合炎热夏季中午的细胞中水分流动的方向，可推知保卫细胞失水，内侧壁由弯曲逐渐竖直，引起气孔关闭．此时，细胞中二氧化碳含量减少，直接受到抑制的反应是CO2固定，反应式为：CO2+C5
（3）据图可知，1klx的光照条件下，净光合量为11.2mL/h，呼吸消耗量11.2mL/h，光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h，因此1h时间内，光合作用产生O2的量为22.4mL/h×1h=22.4mL．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体 叶绿体基质 类囊体薄膜 右
（2）关闭 CO2+C5
（3）22.4
正确答案
解析
解：A、分析曲线图，在较低二氧化碳浓度时，甲已经可以进行光合作用，A正确；
B、a点表示植物的光合作用等于呼吸作用，B错误；
C、b点的数值越小，其对二氧化碳的利用能力就越强，C错误；
D、d点限制光合作用强度进一步增加的主要原因是光反应，光反应为暗反应提供的ATP和[H]一定，D错误．
故选：A．
某同学想探究二氧化碳浓度与光合作用速率的关系．他取A、B、C、D四株都有5张叶片的小白菜，用直径1cm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下．取100mL三角瓶4个，编号1～4，按下表操作（光照、温度相同且适宜）并记录结果．下列评价或修正合理的有（ ）
①只要控制光照、温度相同即可
②实验材料本身存在的差异会影响实验结果
③制备的小叶圆片在投入三角瓶之前未放于黑暗处
④该实验结果不能说明光合作用速率随CO2浓度升高而加快．
正确答案
解析
解：①在进行探究实验的过程中，叶圆片数、自来水的量等无关变量应保持相同且适宜，错误；
②小叶圆片来自A、B、C、D四株小白菜，由于实验材料本身存在的差异会影响实验结果，正确；
③制备的叶圆片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理，目的是消耗掉叶圆片中的氧气，能够使叶圆片沉在烧杯中，正确；
④该实验结果不能说明光合作用速率随CO2浓度升高而加快，正确；
故选：C．
在一定实验条件下，测得某植物的光合作用强度如图甲所示，细胞呼吸强度如图乙所示，请据图回答下列问题．
（1）影响图甲中a曲线P点上下移动的主要外界因素是______；如果P点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于______%．
（2）若此植物为阴生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阳生植物，则图甲中a曲线的L点向______方移动．
（3）图乙中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得？______．在氧气浓度为10%时，植物细胞进行______呼吸（填呼吸类型）．
（4）在光照强度为6klx时，该植物每小时由光合作用产生的葡萄糖是多少mol？______
（5）绘制下列有关曲线：
①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量（mol/h）表示的，如果改为用O2的释放量（mol/h）表示，请在图甲中绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线．
②在图乙中绘出无氧呼吸CO2释放量与O2浓度的关系曲线．
正确答案
解：（1）图甲中P点时，细胞只进行呼吸作用，影响因素主要是温度，因此影响该点上下移动的主要外界因素是温度；从曲线可看出当外界氧气浓度大于15%时，气体交换的相对值不再变化，如果P点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（2）阳生植物的呼吸作用强度和光合作用强度均大于阴生植物，因此将此植物（阴生植物）改为生长状况相同的阳生植物是，则图甲中a曲线的L点将向右上方移动．
（3）通常用二氧化碳的释放量来代表细胞呼吸强度，而植物光合作用会吸水二氧化碳，所以测量植物细胞呼吸强度时，需要在黑暗条件中进行．由乙图可知，氧气浓度为10%时，植物有氧呼吸速率与细胞总呼吸速率相等，说明此时植物细胞只进行有氧呼吸．
（4）在光照强度为6klx时，该植物每小时光合作用吸收二氧化碳量为0.6（净光合作用吸收二氧化碳量）+0.4（细胞呼吸释放二氧化碳量）=1mol，根据光合作用总反应式可知，每6mol二氧化碳对应1mol葡糖糖，该植物每小时由光合作用产生的葡萄糖是
（5）①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量（mol/h）表示的，如果改为用O2的释放量（mol/h）表示，则光合作用强度与光照强度的关系曲线与图示曲线呈轴对称，如下图．
②随着氧气浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，因此释放的CO2量逐渐减少，当氧气浓度为10%时，无氧呼吸消失，植物只进行有氧呼吸，因此无氧呼吸释放CO2量与O2浓度的关系图如下．
故答案为：
（1）温度 15
（2）右（或右上）
（3）无光（或黑暗） 有氧
（4）
（5）如下图
解析
解：（1）图甲中P点时，细胞只进行呼吸作用，影响因素主要是温度，因此影响该点上下移动的主要外界因素是温度；从曲线可看出当外界氧气浓度大于15%时，气体交换的相对值不再变化，如果P点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（2）阳生植物的呼吸作用强度和光合作用强度均大于阴生植物，因此将此植物（阴生植物）改为生长状况相同的阳生植物是，则图甲中a曲线的L点将向右上方移动．
（3）通常用二氧化碳的释放量来代表细胞呼吸强度，而植物光合作用会吸水二氧化碳，所以测量植物细胞呼吸强度时，需要在黑暗条件中进行．由乙图可知，氧气浓度为10%时，植物有氧呼吸速率与细胞总呼吸速率相等，说明此时植物细胞只进行有氧呼吸．
（4）在光照强度为6klx时，该植物每小时光合作用吸收二氧化碳量为0.6（净光合作用吸收二氧化碳量）+0.4（细胞呼吸释放二氧化碳量）=1mol，根据光合作用总反应式可知，每6mol二氧化碳对应1mol葡糖糖，该植物每小时由光合作用产生的葡萄糖是
（5）①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量（mol/h）表示的，如果改为用O2的释放量（mol/h）表示，则光合作用强度与光照强度的关系曲线与图示曲线呈轴对称，如下图．
②随着氧气浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，因此释放的CO2量逐渐减少，当氧气浓度为10%时，无氧呼吸消失，植物只进行有氧呼吸，因此无氧呼吸释放CO2量与O2浓度的关系图如下．
故答案为：
（1）温度 15
（2）右（或右上）
（3）无光（或黑暗） 有氧
（4）
（5）如下图
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