- 探究:环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
以测定的产氧和耗氧速率为指标,研究温度对某种绿藻的光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图所示.下列分析错误的是( )
正确答案
解析
解:A、本实验研究的是温度对光照下产氧速率的影响,因此自变量为温度,其它无关变量应保持相同且适宜,A正确;
B、由于光照下会进行光合作用,只有在黑暗条件下只进行呼吸作用,因此在黑暗条件下测定呼吸耗氧速率,B正确;
C、图中可以看出,35℃时植物的净光合速率最大,因此该温度最有利于该绿藻生长,C正确;
D、40℃时净光合产氧速率等于呼吸耗氧速率,即光合作用产物仍有剩余,因此连续光照而温度保持在40℃,该藻不可能死亡,D错误.
故选:D.
回答有关植物光合作用的问题:
(1)如图1为某植物光合作用速率与光照强度之间的关系,在光照弱的情况下,光合作用速率随______的增加而增加,这种情况下,可以认为此时影响光合作用速率的过程是______阶段.光照强度超过某一强度时,光合作用速率不再增加,且有稳定发展的趋势,这种变化主要取决于______,此时光合作用的______阶段受到限制.
(2)叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化.为探究ATP形成的原动力,Jagendorf等科学家在黑暗中进行了如图2实验.图中“平衡”的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液的pH达到相同.
实验在黑暗中进行的目的是______.根据实验结果,叶绿体中ATP形成的原动力来自于______.正常光照条件下,类囊体膜内水光解产生的______是其PH降低的因素之一.
正确答案
解:(1)甲图中,光照弱的情况下,植物的光合作用随光照强度的增加而增加,所以此时的限制因素是光照强度,此时主要影响光合作用过程的光反应阶段.光照强度超过某一强度时,光合作用速度不再增加,且有稳定发展的趋势,但是在一定范围内,随着温度的升高,光合作用的强度增强,说明此时限制光合作用的主要因素是温度,温度主要影响酶的活性来影响光合作用的暗反应阶段.
(2)根据题意可知,叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化,ATP的形成属于光反应过程中的物质变化,实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响,实验结果看出,PH值平衡前,加入ADP和Pi能够产生ATP,而平衡后加入ADP和Pi后不能产生ATP,说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH值(或类囊体膜内侧pH小于外侧).正常光照条件下,类囊体膜内水光解产生的还原氢(或[H])是其pH降低的因素之一.
故答案为:
(1)光照强度 光反应 温度 暗反应
(2)避免光照对ATP合成的影响 类囊体膜两侧的pH差 还原氢(或H+)
解析
解:(1)甲图中,光照弱的情况下,植物的光合作用随光照强度的增加而增加,所以此时的限制因素是光照强度,此时主要影响光合作用过程的光反应阶段.光照强度超过某一强度时,光合作用速度不再增加,且有稳定发展的趋势,但是在一定范围内,随着温度的升高,光合作用的强度增强,说明此时限制光合作用的主要因素是温度,温度主要影响酶的活性来影响光合作用的暗反应阶段.
(2)根据题意可知,叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化,ATP的形成属于光反应过程中的物质变化,实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响,实验结果看出,PH值平衡前,加入ADP和Pi能够产生ATP,而平衡后加入ADP和Pi后不能产生ATP,说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH值(或类囊体膜内侧pH小于外侧).正常光照条件下,类囊体膜内水光解产生的还原氢(或[H])是其pH降低的因素之一.
故答案为:
(1)光照强度 光反应 温度 暗反应
(2)避免光照对ATP合成的影响 类囊体膜两侧的pH差 还原氢(或H+)
将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内的CO2含量,结果如图.以下叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、在0~25min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是CO2浓度,故A正确;
B、甲植株所在密闭透明玻璃罩内的CO2含量比乙植株所在密闭透明玻璃罩内的CO2含量多,说明甲光合作用消耗的CO2少,因此,甲植株比乙植株固定CO2的能力弱,故B正确;
C、0~15min期间,乙植株光合作用逐渐减弱,因而释放O2速率也逐渐减弱,故C正确;
D、30~45min期间,两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是甲、乙植株光合速率与呼吸速率相等,故D错误.
故选D.
请阅读下列有关光合作用的测定方法的相关资料,回答相应问题.
(1)气体体积变化法--测光合作用产生O2(或消耗CO2)的体积.
图1是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度,该装置置于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.20min后,针筒的容量需要调至0.6mL的读数,才能使水滴仍维持在位置X处.据此回答下列问题:
①若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水,重复上述实验,20min后,要使水滴维持在位置X处,针筒的容量______(需向左/需向右/不需要)调节.
②若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.
③若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液,在20℃、无光条件下,30min后,针筒的容量需要调至0.1mL的读数,才能使水滴仍维持在X处.则在有光条件下该植物的实际光合速率是______mL/h.
(2)黑白瓶法--测溶氧量的变化
例某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L,白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶.将它们分别置于六种不同的光照条件下,分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量,记录数据如下:
①黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是______;该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为______mg/L•24h.
②当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量为______mg/L•24h.
③光照强度至少为______(填字母)时,该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需.
(3)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2、图3.芥兰的CO2利用过程如图4,请据图回答问题:
①芦荟夜晚不能合成C6H12O6,原因是缺少暗反应所需的______.白天芦荟进行光合作用所利用的CO2的来源于______.
②在白天10:00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______.从进化角度看,这种特点的形成是______的结果.
正确答案
解:(1)①清水不能维持二氧化碳浓度稳定,由光合作用反应式可知,吸收的二氧化碳量等于释放的氧气量,瓶内气压不变,无需调节.
②由于装置中二氧化碳量能够维持稳定,因此装置中气体量变化为光合作用氧气的净释放量,由此计算净光合速率,净光合速率为(0.6-0.2)×3/h,即1.2/h.
③浓氢氧化钠溶液可以吸收装置中的二氧化碳,因此装置中气体量变化表示有氧呼吸消耗的氧气量.因此据题意,用氧气量表示,呼吸速率为(0.2-0.1)/0.5h.即0.2/h,所以实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=0.2+1.2=1.4 (mL/h).
(2)①黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是:黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为:原初溶解氧-24小时后氧含量,即10-3=7(mg/L•24h).
②当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=(24-10)+7=21mg/L•24h.
③光照强度为a klx时,白瓶中溶氧量不变,说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗,故光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡.
(3)①由于夜晚时光反应不能进行,暗反应缺少[H]和ATP,不能合成葡萄糖.白天芦荟光合作用利用的CO2的来源有苹果酸分解和细胞呼吸.
②白天芦荟不利用空气中CO2进行光合作用,所以环境中CO2浓度降低对其没有影响,而芥兰白天利用空气中CO2进行光合作用,所以环境CO2浓度降低导致C3含量下降.
③由于白天气孔关闭,可保护植物减少水分散失,其生活环境是炎热干旱环境,这是自然选择的结果.
故答案为:
(1)①不需要 ②1.2(mL/h) ③1.4(mL/h)
(2)①黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧,生物呼吸消耗氧气 7 ②21 ③a
(3)①ATP、[H]白天芦荟进行光合作用所利用的CO2一部分来源苹果酸分解
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
解析
解:(1)①清水不能维持二氧化碳浓度稳定,由光合作用反应式可知,吸收的二氧化碳量等于释放的氧气量,瓶内气压不变,无需调节.
②由于装置中二氧化碳量能够维持稳定,因此装置中气体量变化为光合作用氧气的净释放量,由此计算净光合速率,净光合速率为(0.6-0.2)×3/h,即1.2/h.
③浓氢氧化钠溶液可以吸收装置中的二氧化碳,因此装置中气体量变化表示有氧呼吸消耗的氧气量.因此据题意,用氧气量表示,呼吸速率为(0.2-0.1)/0.5h.即0.2/h,所以实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=0.2+1.2=1.4 (mL/h).
(2)①黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是:黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为:原初溶解氧-24小时后氧含量,即10-3=7(mg/L•24h).
②当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=(24-10)+7=21mg/L•24h.
③光照强度为a klx时,白瓶中溶氧量不变,说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗,故光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡.
(3)①由于夜晚时光反应不能进行,暗反应缺少[H]和ATP,不能合成葡萄糖.白天芦荟光合作用利用的CO2的来源有苹果酸分解和细胞呼吸.
②白天芦荟不利用空气中CO2进行光合作用,所以环境中CO2浓度降低对其没有影响,而芥兰白天利用空气中CO2进行光合作用,所以环境CO2浓度降低导致C3含量下降.
③由于白天气孔关闭,可保护植物减少水分散失,其生活环境是炎热干旱环境,这是自然选择的结果.
故答案为:
(1)①不需要 ②1.2(mL/h) ③1.4(mL/h)
(2)①黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧,生物呼吸消耗氧气 7 ②21 ③a
(3)①ATP、[H]白天芦荟进行光合作用所利用的CO2一部分来源苹果酸分解
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
某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响,做了如下实验:用8株有20片叶片,大小和长势相似的天竺葵盆栽植株,分别放在密闭的玻璃容器中,在不同实验条件下,利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化.实验结果统计如表,请分析回答下列问题:
(1)序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合,在该实验组合中,实验变量是______,需控制的无关变量是______;
(2)序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合,则该实验组合研究的主题是:______;
(3)序号1、3、5、7在实验前后二氧化碳含量的变化值表示______;
(4)根据表中实验数据,在坐标图1里绘制出不同实验条件(表中所示实验条件)下该植物的光合作用速率变化曲线(①光合作用速率用光合作用时对二氧化碳的吸收量表示;②请在横坐标上注明所表示的变量和具体数值);______
(5)如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系,且测量指标为装置中氧气含量的变化.则该装置需要作适当修改,具体修改措施是______,若给该密闭装置通入C18O2,一段时间后,装置内是否可能出现18O2?
正确答案
解:(1)表中1、3、5、7对应的数据表明:最初这几个实验组的所提供光照强度和CO2量是相同的,不同的是温度,故自变量是温度,无关变量是光照强度、二氧化碳浓度.
(2)2、4、6、8对应的数据表明:这几个实验组都在无光照的条件下进行,设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响.
(3)在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量,等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量.
(4)由表中实验数据可知:光照强度为1000 Lx,温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8,净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO2量,依次为0.5、1.5、3.1、3.0,因光合速率=净光合速率+呼吸速率,故四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8.横坐标含义以温度来衡量.
(5)如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系,且测量指标为装置中氧气含量的变化.则该装置需要将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液(碳酸氢钠),并设置对照组;若给该密闭装置通入C18O2,一段时间后,该二氧化碳参与光合作用会产生葡萄糖,葡萄糖会氧化分解产生水,水又可以在光合作用中光解产生氧气,因此装置内是否可能出现.
故答案为:
(1)温度 光照强度、二氧化碳浓度等
(2)温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响
(3)净光合作用所消耗的二氧化碳量
(4)
(5)将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液(碳酸氢钠),并设置对照组 有可能
解析
解:(1)表中1、3、5、7对应的数据表明:最初这几个实验组的所提供光照强度和CO2量是相同的,不同的是温度,故自变量是温度,无关变量是光照强度、二氧化碳浓度.
(2)2、4、6、8对应的数据表明:这几个实验组都在无光照的条件下进行,设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响.
(3)在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量,等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量.
(4)由表中实验数据可知:光照强度为1000 Lx,温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8,净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO2量,依次为0.5、1.5、3.1、3.0,因光合速率=净光合速率+呼吸速率,故四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8.横坐标含义以温度来衡量.
(5)如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系,且测量指标为装置中氧气含量的变化.则该装置需要将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液(碳酸氢钠),并设置对照组;若给该密闭装置通入C18O2,一段时间后,该二氧化碳参与光合作用会产生葡萄糖,葡萄糖会氧化分解产生水,水又可以在光合作用中光解产生氧气,因此装置内是否可能出现.
故答案为:
(1)温度 光照强度、二氧化碳浓度等
(2)温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响
(3)净光合作用所消耗的二氧化碳量
(4)
(5)将蒸馏水改为二氧化碳缓冲液(碳酸氢钠),并设置对照组 有可能
扫码查看完整答案与解析