- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
正确答案
解析
解：A．C4植物在光合的暗反应中利用磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），经PEP羧化酶的作用，与CO2结合，形成苹果酸或天门冬氨酸．这些四碳双羧酸转移到鞘细胞里，通过脱羧酶的作用释放CO2，后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸羧化酶作用，进入光合碳循环（卡尔文循环）．因此，C4植物固定CO2的能力更强，A正确；
B． 甲C4植物维管束鞘细胞内有正常叶绿体，C3植物的维管束鞘细胞无叶绿体、C4植物的维管束鞘细胞内含无基粒的叶绿体且细胞比较大，B错误；
C．甲C4植物比乙C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境．高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭．此时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用、光呼吸较弱，而C3植物不仅不能利用细胞间隙中的CO2进行光合作用、光呼吸也较强，C错误；
D．在甲C4植物维管束周围有两种不同类型的细胞：靠近维管束的内层细胞称为鞘细胞，围绕着鞘细胞的外层细胞是叶肉细胞．由叶肉细胞和维管束鞘细胞整齐排列的双环结构，形象地称为“花环形”结构，D错误．
故选：A．
图中，图（一）是图（二）两种植物在不同光照强度下的光合作用强度曲线，据图回答下列问题：
（1）植物甲的光合作用强度曲线是______．在高温、光照强烈和干旱的条件下，______．植物的光合作用速率不会明显下降．
（2）测定CO2是否被同化应分别从甲植物叶片的______和乙植物叶片的______处取样观察．经测定b点的同化量为零，其原因是______．
（3）在曲线的bc段，影响光合作用的主要因素是______．
（4）在曲线的c点以后，限制光合作用的因素还有多种，其中有（写出两种即可）______．
（5）在温室水培过程中发现植物出现萎蔫现象，出现此现象可能的原因是______；若取萎蔫植物叶表皮细胞做成临时装片，在显微镜较暗的视野下可观察到细胞发生______现象；若想鉴定细胞是否还有活性，可以观察上述细胞能否发生______现象．
正确答案
解：（1）根据图二叶片的横切面结构图，可判断甲是C3植物，乙是C4植物．C4植物的CO2补偿点很低，而C3植物的补偿点很高，可判断曲线II是C3植物光合作用强度曲线，即图二甲的光合强度曲线．C4植物，即乙植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物．
（2）C4植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞的细胞质中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以甘蔗、玉米等C4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉．C3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中．经测定b点的同化量为零，其原因是此时植物光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量（光合作用速率等于呼吸作用速率）．
（3）在曲线的bc段，未达到光饱和点，影响光合作用的主要因素是光照强度．
（4）在曲线的c点时，达到了光饱和点．此点以后，光照强度不影响光合作用强度，而受其他的外界因素影响，如CO2浓度、矿质元素的供应、水分供应．（5）在温室水培过程中发现植物出现萎蔫现象，可能原因是培养液的浓度过高，植物细胞失水过多引起的．植物叶表皮细胞是成熟得植物细胞，具有原生质层．当把萎蔫植物叶表皮细胞做成临时装片，在显微镜较暗的视野下可观察到细胞发生质壁分离现象．质壁分离和质壁分离复原现象可以鉴定细胞的死活，所以若想鉴定上述的细胞是否还有活性，可以观察上述细胞能否发生质壁分离复原现象．
故答案为：
（1）II 乙
（2）叶肉细胞 维管束鞘细胞 此时植物光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量（光合作用速率等于呼吸作用速率）
（3）光照强度
（4）CO2浓度、矿质元素的供应、水分供应（答案合理给分）
（5）培养液浓度过高，植物失水 质壁分离 质壁分离复原
解析
解：（1）根据图二叶片的横切面结构图，可判断甲是C3植物，乙是C4植物．C4植物的CO2补偿点很低，而C3植物的补偿点很高，可判断曲线II是C3植物光合作用强度曲线，即图二甲的光合强度曲线．C4植物，即乙植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物．
（2）C4植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞的细胞质中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以甘蔗、玉米等C4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉．C3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中．经测定b点的同化量为零，其原因是此时植物光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量（光合作用速率等于呼吸作用速率）．
（3）在曲线的bc段，未达到光饱和点，影响光合作用的主要因素是光照强度．
（4）在曲线的c点时，达到了光饱和点．此点以后，光照强度不影响光合作用强度，而受其他的外界因素影响，如CO2浓度、矿质元素的供应、水分供应．（5）在温室水培过程中发现植物出现萎蔫现象，可能原因是培养液的浓度过高，植物细胞失水过多引起的．植物叶表皮细胞是成熟得植物细胞，具有原生质层．当把萎蔫植物叶表皮细胞做成临时装片，在显微镜较暗的视野下可观察到细胞发生质壁分离现象．质壁分离和质壁分离复原现象可以鉴定细胞的死活，所以若想鉴定上述的细胞是否还有活性，可以观察上述细胞能否发生质壁分离复原现象．
故答案为：
（1）II 乙
（2）叶肉细胞 维管束鞘细胞 此时植物光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量（光合作用速率等于呼吸作用速率）
（3）光照强度
（4）CO2浓度、矿质元素的供应、水分供应（答案合理给分）
（5）培养液浓度过高，植物失水 质壁分离 质壁分离复原
正确答案
解析
解：A、在0-5分钟之间，小球藻在暗室中进行呼吸作用，不进行光合作用，只进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳，因此氧气量减少，A正确；
B、5-20分钟，有光照，植物进行光合作用，消耗五碳化合物，所以减少，B正确；
C、光合作用的原料之一是二氧化碳，小球藻进行光合作用使容器内的二氧化碳浓度逐渐减少，光合作用的强度逐渐下降，因此氧气量增加的速率逐渐减少，C正确；
D、据图可知：加入NaHCO3溶液后，10分钟就产生了5×10-7摩尔的氧气，平均每分钟产生5×10-7÷10=5×10-8摩尔的氧气，D错误．
故选：D．
某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行水稻栽培实验，连续48h测定温室内CO2浓度及水稻CO2吸收速率，得到如图所示曲线（整个过程呼吸作用强度恒定），请回答下列相关问题：
（1）光反应过程需要叶绿体色素吸收传递转化光能．在叶绿体色素提取和分离实验中，在研磨提取色素时加入______、____________．暗反应需要光反应提供的物质是______．当光照强度突然降低，短时间内C3和C5化合物含量分别______、______（填“增加”“减少”或“不变”）．
（2）实验期间，总光合速率最大出现在______h．图中______h，有机物积累量最大．
（3）实验前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有______，6h时CO2的移动方向是______．
（4）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有______个，叶绿体无O2生成的时间总共有______小时．
正确答案
解：（1）光反应过程需要叶绿体色素吸收传递转化光能．在叶绿体色素提取和分离实验中，在研磨提取色素时加入二氧化硅（石英砂）、无水乙醇、碳酸钙．暗反应需要光反应提供的物质是[H]和ATP．当光照强度突然降低，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少．
（2）分析题图可知，在36h时，二氧化碳吸收速率最大，叶绿体利用CO2速率最大．图中42h后净光合速率小于0，不再积累有机物，故42h有机物积累量最大．
（3）分析题图可知，实验前3小时CO2吸收速率不变为负值，温室内CO2浓度增加，此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，6h时光合作用与呼吸作用强度相等，线粒体释放的二氧化碳正好被叶绿体吸收利用，此时二氧化碳的移动方向是由线粒体移向叶绿体．
（4）分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是曲线的拐点，图中共有4个，即6、18、30、42h．叶绿体无O2生成，即不进行光合作用，图中0～3h、21～27h、45～48h都只进行呼吸作用，故叶绿体无O2生成的时间总共有12小时．
故答案为：
（1）二氧化硅（石英砂） 无水乙醇 碳酸钙[H]和ATP 增加 减少
（2）36 42
（3）细胞质基质和线粒体 由线粒体移向叶绿体
（4）4 12
解析
解：（1）光反应过程需要叶绿体色素吸收传递转化光能．在叶绿体色素提取和分离实验中，在研磨提取色素时加入二氧化硅（石英砂）、无水乙醇、碳酸钙．暗反应需要光反应提供的物质是[H]和ATP．当光照强度突然降低，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少．
（2）分析题图可知，在36h时，二氧化碳吸收速率最大，叶绿体利用CO2速率最大．图中42h后净光合速率小于0，不再积累有机物，故42h有机物积累量最大．
（3）分析题图可知，实验前3小时CO2吸收速率不变为负值，温室内CO2浓度增加，此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，6h时光合作用与呼吸作用强度相等，线粒体释放的二氧化碳正好被叶绿体吸收利用，此时二氧化碳的移动方向是由线粒体移向叶绿体．
（4）分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是曲线的拐点，图中共有4个，即6、18、30、42h．叶绿体无O2生成，即不进行光合作用，图中0～3h、21～27h、45～48h都只进行呼吸作用，故叶绿体无O2生成的时间总共有12小时．
故答案为：
（1）二氧化硅（石英砂） 无水乙醇 碳酸钙[H]和ATP 增加 减少
（2）36 42
（3）细胞质基质和线粒体 由线粒体移向叶绿体
（4）4 12
图甲是采用黑白瓶法测定某池塘夏季各深度24h内的平均氧浓度变化曲线，纵轴表示水池深度，横轴表示瓶中O2的变化量（g/m2）；图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图．请回答下列问题：
（1）光照适宜时，水深2m处每平方米的生产者一小时制造的O2约为______g．
（2）图乙装置中，若实验中每隔5min改变一次试管与灯泡之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因：①______；②______．
（3）为了探究光照强度对光合速率的影响，利用图乙装置进行实验的另一设计思路是______．
正确答案
解：（1）由图甲可知：黑暗条件下，水深2m处植物一昼夜呼吸消耗氧气量为1.5g；光照条件下，植物一昼夜释放氧气量为1.5g，所以一昼夜植株实际光合作用制造氧气量（真光合作用）=一昼夜呼吸消耗氧气量（呼吸作用）+一昼夜释放氧气量（净光合作用）=1.5+1.5=3g，则一小时制造的O2约为3/24=1/8g．
（2）图乙装置中，试管与灯泡之间的距离代表光照强度，若实验中每隔5min改变一次试管与灯泡之间的距离，随着距离的增加，光照强度减弱，光合作用产生的氧气减少，同时水中CO2含量逐渐下降，也会使光合作用产生的O2减少，所以气泡产生速率下降．
（3）为了探究光照强度对光合速率的影响，也可以用多组相同装置，只更换灯泡功率大小即可．
故答案：（1）1/8
（2）①光照强度减弱，光合作用产生的O2减少 ②水中CO2含量逐渐下降，光合作用产生的O2减少
（3）用多组相同装置，只更换灯泡功率大小，进行对照实验
解析
解：（1）由图甲可知：黑暗条件下，水深2m处植物一昼夜呼吸消耗氧气量为1.5g；光照条件下，植物一昼夜释放氧气量为1.5g，所以一昼夜植株实际光合作用制造氧气量（真光合作用）=一昼夜呼吸消耗氧气量（呼吸作用）+一昼夜释放氧气量（净光合作用）=1.5+1.5=3g，则一小时制造的O2约为3/24=1/8g．
（2）图乙装置中，试管与灯泡之间的距离代表光照强度，若实验中每隔5min改变一次试管与灯泡之间的距离，随着距离的增加，光照强度减弱，光合作用产生的氧气减少，同时水中CO2含量逐渐下降，也会使光合作用产生的O2减少，所以气泡产生速率下降．
（3）为了探究光照强度对光合速率的影响，也可以用多组相同装置，只更换灯泡功率大小即可．
故答案：（1）1/8
（2）①光照强度减弱，光合作用产生的O2减少 ②水中CO2含量逐渐下降，光合作用产生的O2减少
（3）用多组相同装置，只更换灯泡功率大小，进行对照实验
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