- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图1所示．在连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图2所示．据此分析可知（ ）
正确答案
解析
解：A、最初10min内，以固定的光照强度持续照光，植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，导致瓶内CO2浓度逐渐下降，故A错误；
B、题中提出“植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中”，因此不存在有光照时光合作用会小于呼吸作用，而第20～30min内，瓶内CO2浓度上升，这是呼吸作用的结果，故B错误；
C、同B项可得，第40～60min内，瓶内植物无光照，植物只进行呼吸作用，导致CO2浓度升高，故C错误；
D、瓶内植物在20min之前一直光照，在照光时段内净光合作用速率平均为（1750-150）÷20=80ppmCO2/min，呼吸速率平均为（550-150）÷40=10ppmCO2/min，所以实际的光合作用速率平均为90ppmCO2/min，故D正确．
故选：D．
下列措施及对应的生物学原理的叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、农田种植作物一年两茬，可增加植物对光照的吸收，从而延长光合作用时间，A正确；
B、杆矮、叶直而小的作物，相互之间遮光少，因此增加种植密度，有益于增大光合面积，B正确；
C、温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对无机盐和二氧化碳的吸收，C错误；
D、矿质营养吸收的方式是主动运输，需要载体，消耗能量．因此，经常疏松土壤可以促进植物根部的有氧呼吸，进而促进植物充分利用土壤中的矿质营养，D正确．
故选：C．
芦荟具有一种特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收CO2转化成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸分解释放CO2参与光合作用，如图一、图二．芥兰的CO2利用过程如图三，请据图回答问题：
（1）芦荟夜晚不能合成C6H12O6，原因是缺少碳反应必需的______．
（2）在白天10：00点时，突然升高环境中CO2的浓度，短时间内芦荟和芥兰细胞中C3酸含量的变化分别是______、______．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C6H12O6含量增加，则可能是由于____________（环境因素）造成的．
（3）芦荟气孔开、闭的特点是对环境的适应，推测其生活环境的特点是______．
（4）科学家研究了芥兰在某温度下光合作用强度与光照强度的关系并绘制成曲线，图四中OD段表示在一个单位时间内光照强度从零开始均速增加并达到光饱和点，图四中S1、S2、S3表示所在部位的面积，请用图中的S1、S2、S3回答以下问题：
①一个单位时间内芥兰呼吸作用消耗的有机物总量是______．
②一个单位时间内芥兰光合作用产生的有机物总量是______．
正确答案
解：（1）光合作用的暗反应过程不需要光，但需要光反应提供的[H]与ATP，在没有光的情况下暗反应也是不能持续进行的．
（2）芦荟的光合作用特点是：环境中的CO2于晚间被固定到苹果酸储存于液泡中，白天苹果酸通过脱羧释放出CO2，释放的CO2再被C5固定．所以升高环境中CO2浓度后，芦荟由于气孔关闭，不吸收二氧化碳，叶肉细胞中C3含量基本不变；芥兰光合作用的特点是：吸水环境中的CO2后，直接用于光合作用暗反应，所以升高环境中CO2浓度后，芥兰暗反应固定的CO2增多，导致C3含量上升．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C6H12O6含量增加，则可能是由于温度更接近最适温度或光照增加造成的．
（3）芦荟白天关闭气孔，说明其是生存在炎热干旱的环境中的，白天关闭气孔是它保存水分的生存策略．
（4）从图可知，呼吸消耗的有机物为呼吸速率与时间乘积，即S1+S3，光合作用产生的有机物等于净光合作用量+呼吸消耗量，即S2+S3．
故答案为：
（1）ATP、NADPH
（2）芦荟基本不变 芥兰上升 温度更接近最适温度或光照增加
（3）炎热干旱 自然选择
（4）①S1+S3 ②S2+S3
解析
解：（1）光合作用的暗反应过程不需要光，但需要光反应提供的[H]与ATP，在没有光的情况下暗反应也是不能持续进行的．
（2）芦荟的光合作用特点是：环境中的CO2于晚间被固定到苹果酸储存于液泡中，白天苹果酸通过脱羧释放出CO2，释放的CO2再被C5固定．所以升高环境中CO2浓度后，芦荟由于气孔关闭，不吸收二氧化碳，叶肉细胞中C3含量基本不变；芥兰光合作用的特点是：吸水环境中的CO2后，直接用于光合作用暗反应，所以升高环境中CO2浓度后，芥兰暗反应固定的CO2增多，导致C3含量上升．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C6H12O6含量增加，则可能是由于温度更接近最适温度或光照增加造成的．
（3）芦荟白天关闭气孔，说明其是生存在炎热干旱的环境中的，白天关闭气孔是它保存水分的生存策略．
（4）从图可知，呼吸消耗的有机物为呼吸速率与时间乘积，即S1+S3，光合作用产生的有机物等于净光合作用量+呼吸消耗量，即S2+S3．
故答案为：
（1）ATP、NADPH
（2）芦荟基本不变 芥兰上升 温度更接近最适温度或光照增加
（3）炎热干旱 自然选择
（4）①S1+S3 ②S2+S3
（1）如图表示了______对某种C3植物和某种C4植物______的影响．当光照强度大于p时，C3植物和C4植物中光能利用率高的是______植物．通常提高光能利用率的措施有增加______的面积，补充______气体等．
（2）在光合作用过程中，C4植物呼吸的CO2被固定后首先形成______化合物．
（3）C3植物光合作用的暗反应需要光反应阶段产生ATP和NADPH，这两种物质在叶绿体内形成的部位是______．NADPH的中文简称是______，其在暗反应中作为______剂，用于糖类等有机物的形成．
正确答案
解：（1）根据图示的横、纵坐标可知，该图表示了光照强度对C3和C4植物光合作用强度的影响；光照强度为P时，C3植物已达光的饱和点，而此时C4植物还没有达到光的饱和点，因此光照强度大于P时，C4植物对光的利用率更高；在一定光强强度下，可通过增加光合作用的面积、提高CO2的浓度来提高光能利用率．
（2）与C3植物不同的是，C4植物具有C4途径，其吸收的CO2被PEP（C3）固定后首先形成C4（四碳化合物），能通过对CO2的利用提高光能利用率．
（3）因为光反应发生在类囊体的薄膜上，因此ATP和NADPH也在该部位形成，其中NADPH又称为还原型辅酶Ⅱ，简写为[H]，在暗反应中作为还原剂．
故答案为：
（1）光照强度； 光合作用强度； C4； 光合作用；CO2；
（2）四碳（或C4）；
（3）囊状结构薄膜（或类囊体薄膜）； 还原型辅酶Ⅱ还原；
解析
解：（1）根据图示的横、纵坐标可知，该图表示了光照强度对C3和C4植物光合作用强度的影响；光照强度为P时，C3植物已达光的饱和点，而此时C4植物还没有达到光的饱和点，因此光照强度大于P时，C4植物对光的利用率更高；在一定光强强度下，可通过增加光合作用的面积、提高CO2的浓度来提高光能利用率．
（2）与C3植物不同的是，C4植物具有C4途径，其吸收的CO2被PEP（C3）固定后首先形成C4（四碳化合物），能通过对CO2的利用提高光能利用率．
（3）因为光反应发生在类囊体的薄膜上，因此ATP和NADPH也在该部位形成，其中NADPH又称为还原型辅酶Ⅱ，简写为[H]，在暗反应中作为还原剂．
故答案为：
（1）光照强度； 光合作用强度； C4； 光合作用；CO2；
（2）四碳（或C4）；
（3）囊状结构薄膜（或类囊体薄膜）； 还原型辅酶Ⅱ还原；
（1）如图是在适宜温度下，甲、乙两种作物的CO2吸收速率随光照强度变化示意图．甲与乙比较，A点细胞呼吸强度较高的是______，B点影响甲光合速率的主要环境因素是______，C点甲植物叶肉细胞中产生ATP的结构有______．与甲比较，乙更适于生长在______环境中．
（2）取等量甲、乙两作物叶片进行光合色素提取和分离实验，观察到乙的滤纸条上以滤液细线为起点的第一条色素带宽度大于第二条，而甲则相反．据此推测，叶绿素b与叶绿素a的含量比值高的是______叶片．甲、乙两滤纸条的第三、第四条色素带两者宽度相差无几，滤纸条上第四条色素带代表______．
（3）除了上图所示影响光合速率的因素外，土壤中镁元素含量减少会导致作物产量下降，原因是______，
（4）当光照强度为A时，比较植物A、B的有机物合成速率N甲、N乙的大小，结果应为N甲______N乙．
（5）B点与A点相比较，B点时叶肉细胞中C3的含量______； （填“高”、“低”或“基本一致”）
（6）在B点时，叶绿体中ADP的移动方向是从______向______方向移动．
正确答案
解：（1）分析曲线图可知，光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，并且甲植物的呼吸作用强度大，而植物的呼吸作用强度为不会随光照强度的改变而变化．如图是在适宜温度下，甲、乙两种作物的CO2吸收速率随光照强度变化示意图．图中B点时，甲植物的光合速率仍然岁光照强度增强而加快，因此影响甲光合速率的主要环境因素是光照强度．C点甲植物只进行呼吸作用，因此叶肉细胞中产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．与甲比较，乙植物的光补偿点和光饱和点均低，因此乙植物更适于生长在光照强度较弱（弱光）环境中．
（2）在光合色素提取和分离实验中，滤纸条上以滤液细线为起点色素分别为：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、类胡萝卜素．因此观察到乙的滤纸条上的第一条色素带宽度大于第二条，而甲则相反则可确定，乙植物叶绿素b与叶绿素a的含量比值高．
（3）镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁叶绿素含量少，导致叶片吸收光的能力弱，进而光合作用强度减弱，作物产量下降．
（4）当光照强度为A时，两植物的净光合作用相等，但由于甲植物的呼吸作用强，因此植物甲的有机物合成速率大于植物乙．
（5）B点与A点相比较，B点时光照强度强，因此光反应产生ATP和[H]多，三碳化合物还原强，因此叶肉细胞中C3的含量低．
（6）B点植物仅进行光合作用，也进行呼吸作用，叶绿体中ADP在光反应参与合成ATP，在暗反应中ATP分解产生ADP，因此ADP的移动方向是由叶绿体基质移动到类囊体薄膜．
故答案为：
（1）甲 光照强度 细胞质基质和线粒体 光照强度较弱（弱光）
（2）乙 胡萝卜素
（3）镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁叶绿素含量少，导致叶片吸收光的能力弱，进而光合作用强度减弱，作物产量下降．
（4）＞
（5）“低”
（6）叶绿体基质 类囊体薄膜
解析
解：（1）分析曲线图可知，光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，并且甲植物的呼吸作用强度大，而植物的呼吸作用强度为不会随光照强度的改变而变化．如图是在适宜温度下，甲、乙两种作物的CO2吸收速率随光照强度变化示意图．图中B点时，甲植物的光合速率仍然岁光照强度增强而加快，因此影响甲光合速率的主要环境因素是光照强度．C点甲植物只进行呼吸作用，因此叶肉细胞中产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．与甲比较，乙植物的光补偿点和光饱和点均低，因此乙植物更适于生长在光照强度较弱（弱光）环境中．
（2）在光合色素提取和分离实验中，滤纸条上以滤液细线为起点色素分别为：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、类胡萝卜素．因此观察到乙的滤纸条上的第一条色素带宽度大于第二条，而甲则相反则可确定，乙植物叶绿素b与叶绿素a的含量比值高．
（3）镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁叶绿素含量少，导致叶片吸收光的能力弱，进而光合作用强度减弱，作物产量下降．
（4）当光照强度为A时，两植物的净光合作用相等，但由于甲植物的呼吸作用强，因此植物甲的有机物合成速率大于植物乙．
（5）B点与A点相比较，B点时光照强度强，因此光反应产生ATP和[H]多，三碳化合物还原强，因此叶肉细胞中C3的含量低．
（6）B点植物仅进行光合作用，也进行呼吸作用，叶绿体中ADP在光反应参与合成ATP，在暗反应中ATP分解产生ADP，因此ADP的移动方向是由叶绿体基质移动到类囊体薄膜．
故答案为：
（1）甲 光照强度 细胞质基质和线粒体 光照强度较弱（弱光）
（2）乙 胡萝卜素
（3）镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁叶绿素含量少，导致叶片吸收光的能力弱，进而光合作用强度减弱，作物产量下降．
（4）＞
（5）“低”
（6）叶绿体基质 类囊体薄膜
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