- 探究:环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
请据图分析并回答与棉花有关生理活动的问题:
(1)图一中,③过程进行的场所是______.①~④过程中,能为该细胞合成蛋白质供能的过程是______.
(2)图二表示棉田内,棉叶在一天内吸收二氧化碳变化情况,如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等,均为36mg/dm2•h,则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是______.其中C点时的呼吸强度为______mgCO2/dm2•h.
(3)图三表示一昼夜(0时至24时)在一个种植有棉花植株的密闭容器内O2相对含量的变化,据图分析:
棉花植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2相等的点是______.
(4)凤眼莲原产南美州,作为入侵生物对我国生态环境构成威胁.科研人员对某地生长的凤眼莲、棉花的光合作用特性进行测量,获得如下数据:
与棉花相比较,能说明凤眼莲生长较快的原因 ①______;②______.
正确答案
解:(1)图一中,③为有氧呼吸的第三阶段,进行的场所是线粒体内膜.①~④过程中,光反应产生的ATP只能用于暗反应过程,能为该细胞合成蛋白质供能的过程是③④呼吸作用.
(2)植物呼吸作用的最适温度一般高于光合作用的最适温度.一般随着温度的升高,呼吸作用的强度增加.图二中A、C、F三点的温度梯度是F>C>A,故该三点的呼吸强度的比较结果是F>C>A.已知:C、F时间所合成的葡萄糖速率相等,均为36mg/dm2•h,由于光合作用过程中合成葡萄糖与同化的二氧化碳的比值是180:264,设二氧化碳为X,则264:180=X:36,得X=52.836mg/dm2•h.其中C点时的呼吸强度为52.8-36=16.8mgCO2/dm2•h.
(3)由图三可知,在B点前,植株光合作用释放的O2量小于呼吸作用消耗的O2量,而在B点后,植株光合作用释放的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,所以在B点,植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等;在C点前,植株光合作用释放的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,而在C点后,植株光合作用释放的O2量小于呼吸作用消耗的O2量,所以在C点植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等.因此B点和C点光合速率等于呼吸速率.
(4)与棉花相比较,能说明凤眼莲生长较快的原因①①最大净光合速率高,强光条件下能大量积累有机物;②光补偿点低,弱光条件下能积累有机物.
故答案为:
(1)线粒体内膜 ③④
(2)F>C>A 16.8
(3)B、C
(4)①最大净光合速率高,强光条件下能大量积累有机物
②光补偿点低,弱光条件下能积累有机物
解析
解:(1)图一中,③为有氧呼吸的第三阶段,进行的场所是线粒体内膜.①~④过程中,光反应产生的ATP只能用于暗反应过程,能为该细胞合成蛋白质供能的过程是③④呼吸作用.
(2)植物呼吸作用的最适温度一般高于光合作用的最适温度.一般随着温度的升高,呼吸作用的强度增加.图二中A、C、F三点的温度梯度是F>C>A,故该三点的呼吸强度的比较结果是F>C>A.已知:C、F时间所合成的葡萄糖速率相等,均为36mg/dm2•h,由于光合作用过程中合成葡萄糖与同化的二氧化碳的比值是180:264,设二氧化碳为X,则264:180=X:36,得X=52.836mg/dm2•h.其中C点时的呼吸强度为52.8-36=16.8mgCO2/dm2•h.
(3)由图三可知,在B点前,植株光合作用释放的O2量小于呼吸作用消耗的O2量,而在B点后,植株光合作用释放的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,所以在B点,植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等;在C点前,植株光合作用释放的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,而在C点后,植株光合作用释放的O2量小于呼吸作用消耗的O2量,所以在C点植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等.因此B点和C点光合速率等于呼吸速率.
(4)与棉花相比较,能说明凤眼莲生长较快的原因①①最大净光合速率高,强光条件下能大量积累有机物;②光补偿点低,弱光条件下能积累有机物.
故答案为:
(1)线粒体内膜 ③④
(2)F>C>A 16.8
(3)B、C
(4)①最大净光合速率高,强光条件下能大量积累有机物
②光补偿点低,弱光条件下能积累有机物
为探究春黑麦光合作用的影响因素,研究小组进行了一系列实验,实验结果如图所示,请据图回答下列问题.
(1)据图所知,影响春黑麦产量的因素有______.
(2)比较图中A、B、C三点,实验自变量是______.就图中所反映的因素来看,C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是______.
(3)图中的数据可以说明,若想通过施肥提高产量,土壤应达到一定的湿度,请分析说明原因:______.
(4)进一步研究表明,在光照、温度、二氧化碳浓度等外界条件相同的情况下,土壤含水量低于20%时未施肥组光合速率高于施肥组,最可能原因是______.
(5)除图中所示的因素外,若要进一步提高春黑麦的产量,还可以采取的措施是______.
正确答案
解:(1)三组图示光照强度有弱光、中光和强光;土壤湿度有20%、40%和60%;有施肥和不施肥的对照.据图可知,影响春黑麦产量的因素有,光照强度、土壤湿度、施肥情况(无机盐离子含量、矿质元素含量).
(2)比较图中A、B、C三点,土壤湿度均为20%,施肥状况都是没有施肥,所以实验自变量是光照强度;C点条件下,强光下施肥的增幅为584-403=181,而增加湿度的增幅为584-110=474,所以限制春黑麦增产的主要因素是土壤湿度.
(3)生物体的一切生命活动都离不开水,故土壤应达到一定的湿度,才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用.
(4)土壤含水量低于20%时,土壤溶液浓度过高影响植物吸水,导致未施肥组光合速率高于施肥组.
(5)除图所示的因素外,若要进一步提高春黑麦的产量,还可以采取的措施是:合理密植、增加CO2浓度、适宜温度等.
故答案为:
(1)光照强度、土壤湿度、施肥情况
(2)光照强度 土壤湿度
(3)生物体的一切生命活动都离不开水,故土壤应达到一定的湿度,才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用
(4)土壤溶液浓度过高影响植物吸水
(5)合理密植、增加CO2浓度、温度要适宜等
解析
解:(1)三组图示光照强度有弱光、中光和强光;土壤湿度有20%、40%和60%;有施肥和不施肥的对照.据图可知,影响春黑麦产量的因素有,光照强度、土壤湿度、施肥情况(无机盐离子含量、矿质元素含量).
(2)比较图中A、B、C三点,土壤湿度均为20%,施肥状况都是没有施肥,所以实验自变量是光照强度;C点条件下,强光下施肥的增幅为584-403=181,而增加湿度的增幅为584-110=474,所以限制春黑麦增产的主要因素是土壤湿度.
(3)生物体的一切生命活动都离不开水,故土壤应达到一定的湿度,才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用.
(4)土壤含水量低于20%时,土壤溶液浓度过高影响植物吸水,导致未施肥组光合速率高于施肥组.
(5)除图所示的因素外,若要进一步提高春黑麦的产量,还可以采取的措施是:合理密植、增加CO2浓度、适宜温度等.
故答案为:
(1)光照强度、土壤湿度、施肥情况
(2)光照强度 土壤湿度
(3)生物体的一切生命活动都离不开水,故土壤应达到一定的湿度,才能保证生命活动的正常进行以及无机盐离子的充分溶解、吸收和利用
(4)土壤溶液浓度过高影响植物吸水
(5)合理密植、增加CO2浓度、温度要适宜等
细辛是一种适宜在森林中腐质层下生活的植物,滨藜是一种适宜在沙漠环境中生活的植物.图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线,图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0、b1、b2、c)下的生理状态.请据图分析回答:
(1)图1中,代表滨藜的曲线是______;当光照强度为b1时,甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有______.从结构与功能相适应的角度分析,含有较大叶绿体基粒和较多类囊体层数的植物是______.
(2)对甲植物来说,图1中四种不同光照强度(O、b1、b2、c)对应图2中的状态依次是______.在Ⅳ状态下影响O2消耗速率的环境因素主要是______.
(3)图2中细胞器①利用CO2的场所是______;细胞器②产生CO2的场所是______.
(4)生产实践中经常在大棚里栽培乙植物.若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线,则d点之后限制增产的主要环境因素是______;若要改变这一限制因素,提高乙植物的产量,通常采用增施农家肥的方法,其原理是______.
正确答案
解:(1)滨藜属阳生植物,光补偿点和光饱和点都较高,可用甲曲线表示;细辛属于阴生植物,光补偿点和光饱和点都较低,可用乙曲线表示.当光照强度为b1时,甲植物既能进行光合作用,也能进行呼吸作用,叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质.阴生植物(细辛)中叶绿体类囊体和基粒较多,叶绿素含量较高,这样才能在较低的光照强度下充分地吸收光照.
(2)对甲植物而言,光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,即图2中Ⅳ;光照强度为b1时,光合作用强度和呼吸作用强度相等,对应于图2中的Ⅲ;光照强度为b2时,光合作用强度小于呼吸作用强度,对应于图2中的Ⅱ;光照强度为c时,光合作用强度大于呼吸作用强度,对应于图2中的Ⅰ.
(3)CO2是光合作用暗反应的原料,而暗反应的场所是叶绿体基质;CO2是有氧呼吸第二阶段产生的,而有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质.
(4)d点之后,随着光照强度的增大,光合作用强度不再增大,此时限制光合作用强度的主要环境因素不再是光照强度,而是二氧化碳浓度.增施有机肥后,在微生物的分解作用下,环境中的二氧化碳浓度升高,达到最大光合速率的光照强度及最大光合速率都将增大.
故答案为:
(1)甲 叶绿体、线粒体、细胞质基质 细辛
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、I 温度
(3)叶绿体基质 线粒体基质
(4)CO2浓度 土壤中的微生物将农家肥分解,放出CO2
解析
解:(1)滨藜属阳生植物,光补偿点和光饱和点都较高,可用甲曲线表示;细辛属于阴生植物,光补偿点和光饱和点都较低,可用乙曲线表示.当光照强度为b1时,甲植物既能进行光合作用,也能进行呼吸作用,叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质.阴生植物(细辛)中叶绿体类囊体和基粒较多,叶绿素含量较高,这样才能在较低的光照强度下充分地吸收光照.
(2)对甲植物而言,光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,即图2中Ⅳ;光照强度为b1时,光合作用强度和呼吸作用强度相等,对应于图2中的Ⅲ;光照强度为b2时,光合作用强度小于呼吸作用强度,对应于图2中的Ⅱ;光照强度为c时,光合作用强度大于呼吸作用强度,对应于图2中的Ⅰ.
(3)CO2是光合作用暗反应的原料,而暗反应的场所是叶绿体基质;CO2是有氧呼吸第二阶段产生的,而有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质.
(4)d点之后,随着光照强度的增大,光合作用强度不再增大,此时限制光合作用强度的主要环境因素不再是光照强度,而是二氧化碳浓度.增施有机肥后,在微生物的分解作用下,环境中的二氧化碳浓度升高,达到最大光合速率的光照强度及最大光合速率都将增大.
故答案为:
(1)甲 叶绿体、线粒体、细胞质基质 细辛
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、I 温度
(3)叶绿体基质 线粒体基质
(4)CO2浓度 土壤中的微生物将农家肥分解,放出CO2
如图表示水稻叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时(其它条件不变且适宜),单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化,下例有关说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、分析题图可知,光照强度由a到d,氧气产生总量增加,说明叶肉细胞净光合作用速率增加,A正确;
B、分析题图可知,b光照条件下,氧气的产生总量与二氧化碳的释放量相等,细胞产生的二氧化碳一方面被植物光合作用利用,另一方面还要释放到细胞外,因此该点光合作用小于呼吸作用,B错误;
C、c点光合作用与呼吸作用相等,有机物的积累为0,植物不能正常生长,C正确;
D、有氧呼吸过程释放的二氧化碳与吸收的应为相等,d点氧气的产生总量为8,因此需要从从周围吸收2个单位的CO2,D正确.
故选:B.
中国2010年上海世博会日本馆的展示主题是“像生命体一样会呼吸的建筑”.光合作用与细胞呼吸是植物体内两种重要的代谢过程.提高光合速率对于解决世界上的粮食问题具有重要的意义,科学家通过对有关酶及相关基因的研究,在野生植物体内找到了影响光合速率的主要基因并进行了相关实验,得到了某种转基因作物.某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题,设计了如下装置.请你分析并回答下列有关问题.
(1)用此装置测量植物的真正光合作用速率,可以用______ 来表示.
(2)第一步,测定植物的细胞呼吸强度,方法步骤如下:
①甲装置的D中放入______,乙装置的D中放入______.
②将装置甲、乙的玻璃钟罩______,放在温度等相同环境中.
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度.
(3)第二步,测定植物的净光合作用强度,方法步骤是:
①______;
②______;
③______.
(4)实验数据:实验操作30分钟后,记录甲、乙装置红墨水滴移动情况:
(5)假设红墨水滴每移动1厘米,植物体内的葡萄糖增加或减少1g.那么该植物的细胞呼吸速率(分解葡萄糖速率)是______g/h.白天光照15小时,一昼夜葡萄糖的积累量是______g.(不考虑昼夜温差影响)
正确答案
细胞呼吸消耗的氧气量+释放的氧气量
NaOH溶掖
等量的NaOH溶液
遮光处理
甲、乙两装置的D中都放入NaHCO3溶液,装置乙作对照组
将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中
30分钟观察、记录红墨水滴移动情况
左
右
4
84
解析
解:(1)用此装置测量植物的真正光合作用速率,可以用细胞呼吸消耗的氧气量+释放的氧气量来表示.
(2)第一步,测定植物的细胞呼吸强度,方法步骤如下:①甲装置的D中放入NaOH溶掖,乙装置的D中放入等量的NaOH溶液.②将装置甲、乙的玻璃钟罩遮光处理,放在温度等相同环境中.③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度.
(3)第二步,测定植物的净光合作用强度,方法步骤是:①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO3溶液,装置乙作对照组;②将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中;③30分钟观察、记录红墨水滴移动情况.
(4)测定植物细胞呼吸速率时,实验中NaOH溶液可以吸收二氧化碳,所以消耗的氧气使密闭环境中气体减少,压强降低,水滴向左移动.测定光合作用速率时,实验中NaHCO3溶液可以释放二氧化碳,所以产生的氧气使密闭环境中气体增加,压强升高,水滴向右移动.测定植物细胞呼吸速率时,对照组右移0.5厘米,实验组左移1.5厘米,说明实验30分钟后细胞呼吸使水滴左移2厘米,所以每小时分解葡萄糖4g;测定光合作用速率时,水滴移动的速率为2×(4.5-0.5)=8厘米/小时,所以每天的积累量为8×15-(24-15)×4=84g.
故答案为:
(1)细胞呼吸消耗的氧气量+释放的氧气量
(2)①NaOH溶掖 等量的NaOH溶液
②遮光处理
(3)①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO3溶液,装置乙作对照组
②将装置甲、乙放在光照充足、温度等相同的环境中
③30分钟观察、记录红墨水滴移动情况
(4)左 右
(5)4 84
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