- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
（2015秋•保山校级期末）科研小组对某种经济植物光合作用的研究结果如图（气孔导度指气孔张开的程度）．
（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响．叶绿素存在于叶绿体中的______上．需先用______（填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量．用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______．
（2）据图分析，该植物可通过______以增强对弱光的适应能力．
（3）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势．8：00到12：00净光合速率降低，主要原因是______．18：00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有______．一天的6：00～18：00时间段内，______时刻植物体内含有机物最多．
（4）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量______．
正确答案
解：（1）光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，在叶绿体的类囊体膜上分布着与光反应有关的叶绿素素；由于叶绿素易溶于无水乙醇等有机溶剂中因此提取叶绿素需要用 无水乙醇（或丙酮）；分离叶绿体中的色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，叶绿素a扩散地更远，因此叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是叶绿素a．
（2）分析柱形图可知，遮光的百分比越大，叶绿素含量越多，因此可以判断该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力．
（3）净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸速率，8：00到12：00光照强度增强，但气孔导度相对稳定，CO2供应受限制，实际光合作用速率增加，但幅度不大，且由于该时间段内温度升高，呼吸作用速率也增加，实际光合作用增加的速率小于呼吸作用增加的速率，因此净光合作用速率下降．18：00时光合速率=呼吸速率，既进行光合作用也进行呼吸作用，叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP．一天的6：00～18：00时间段内，净光合速率大于0，有机物一直在积累，故18：00时刻植物体内含有机物最多．
（4）去除遮光物光照强度突然增强，光反应产生的还原氢和ATP数量增加，三碳化合物还原加快，二氧化碳固定的速率不变，因此三碳化合物含量减少．
故答案为：
（1）类囊体膜（或类囊体，基粒） 无水乙醇（或丙酮） 叶绿素a
（2）增加叶绿素含量；
（3）呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 18：00
（4）减少
解析
解：（1）光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，在叶绿体的类囊体膜上分布着与光反应有关的叶绿素素；由于叶绿素易溶于无水乙醇等有机溶剂中因此提取叶绿素需要用 无水乙醇（或丙酮）；分离叶绿体中的色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，叶绿素a扩散地更远，因此叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是叶绿素a．
（2）分析柱形图可知，遮光的百分比越大，叶绿素含量越多，因此可以判断该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力．
（3）净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸速率，8：00到12：00光照强度增强，但气孔导度相对稳定，CO2供应受限制，实际光合作用速率增加，但幅度不大，且由于该时间段内温度升高，呼吸作用速率也增加，实际光合作用增加的速率小于呼吸作用增加的速率，因此净光合作用速率下降．18：00时光合速率=呼吸速率，既进行光合作用也进行呼吸作用，叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP．一天的6：00～18：00时间段内，净光合速率大于0，有机物一直在积累，故18：00时刻植物体内含有机物最多．
（4）去除遮光物光照强度突然增强，光反应产生的还原氢和ATP数量增加，三碳化合物还原加快，二氧化碳固定的速率不变，因此三碳化合物含量减少．
故答案为：
（1）类囊体膜（或类囊体，基粒） 无水乙醇（或丙酮） 叶绿素a
（2）增加叶绿素含量；
（3）呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 18：00
（4）减少
正确答案
解析
解：A、装置中看出，甲乙中水量相同，并且实验在光照下进行，探究对呼吸速率的影响应在黑暗条件下进行，A错误；
B、两装置中的灯泡与水蕴草的距离相同，即光照强度相同，因此不能探究光照对光合速率的影响；B错误；
C、探究对呼吸速率的影响应在黑暗条件下进行，因为光照条件下会吸收二氧化碳进行光合作用，C错误；
D、实验装置中看出，实验的自变量为温度不同，因变量为产生的气体量，该气体是由光合作用产生的氧气，因此实验可探究水温对光合作用速率的影响，D正确．
故选：D．
图1为测定光合作用速度的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图2所示．下列叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，呼吸作用总是大于光合作用，因此试管中气体的吸收总大于释放，所以液滴左移，始终偏在初始位置的左侧，而大于2.5千勒克斯后，光合作用将大于呼吸作用，气体的释放总大于吸收，液滴又会右移，A错误；
B、当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，曲线图中可以看出，植物的呼吸作用强度为50ml/h，B正确；
C、光照强度为15千勒克斯时，气体总量增加了150ml，根据上面的试题分析，这150ml为净光合作用释放的氧气，而叶片的呼吸作用强度一直为50ml/h，可知，实际上光合作用产生了150+50=200ml的氧气，需要200ml二氧化碳，因此2小时光合作用产生的气体量为400毫升，C错误；
D、曲线图中可以看出光照强度在0到20千勒克斯范围内，随着光照强度的增加光合作用强度也在不断增加，但是超过20千勒克斯后，叶片就达到光饱和点，D正确．
故选：AC．
为了研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，某实验小组利用植物光合测定装置进行实验（如图甲），以CO2分析仪中测定的CO2吸收量和释放量为指标．（测定仪中叶室为透明玻璃材料制成．装置运行后，仪器气路管道中的气体流速满足正常测定的需求）请回答下列问题：
（1）先将上述装置置于暗处，测定单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变化值表示的是______．之后应将上述装置置于适宜强度的光照下，测定相同单位时间内叶室中的CO2含量变化值，该变化值表示______．
（2）在预先设定的不同温度下重复以上步骤，结果如图乙所示．光照1小时，30℃时光合作用固定的CO2量为______mg/h．在上述条件下，最有利于植物积累有机物的温度是______．两条曲线的交点表示______．
（3）请比较图乙中植物在30℃和35℃时光合作用合成的有机物量．30℃合成量______35℃合成量（填写“大于”“等于”“小于”）
正确答案
解：（1）由于叶片既能进行光合作用，也能进行呼吸作用．若将上述装置置于暗处，叶片只能进行呼吸作用，因此测定单位时间内叶室中的CO2含量变化值表示呼吸作用释放的CO2量．若将上述装置置于适宜强度的光照下（光照下），叶片同时进行光合作用和呼吸作用，因此测定相同单位时间内叶室中的CO2含量变化值表示光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量之间的差值．
（2）光照1小时，30℃时光合作用固定的CO2量：实际光合作用=净光合作用（即光照下测定的CO2吸收量）+呼吸作用（黑暗下测定的CO2释放量）=3.5+3=6.5mg/h．在上述条件下，图中净光合速率最大时最有利于植物积累有机物，图中对应的温度是25℃（26℃）．两条曲线的交点表示光合作用吸收的CO2量是呼吸作用释放CO2量的2倍或光合作用吸收的CO2量比呼吸作用释放的CO2量多3.5mg/h（净光合速率与呼吸强度相等）．
（3）图乙中植物在30℃时净光合作用为3.5，呼吸作用为3，则光合作用合成的有机物量为3.5+3=6.5，35℃时净光合作用为3，呼吸作用为3.5，则光合作用合成的有机物量为3+3.5=6.5．因此，30℃合成量等于35℃合成量．
故答案为：
（1）呼吸作用释放的CO2量 光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量之间的差值
（2）6.5 25℃（26℃） 光合作用吸收的CO2量是呼吸作用释放CO2量的2倍或光合作用吸收的CO2量比呼吸作用释放的CO2量多3.5 mg/h（净光合速率与呼吸强度相等）
（3）相等
解析
解：（1）由于叶片既能进行光合作用，也能进行呼吸作用．若将上述装置置于暗处，叶片只能进行呼吸作用，因此测定单位时间内叶室中的CO2含量变化值表示呼吸作用释放的CO2量．若将上述装置置于适宜强度的光照下（光照下），叶片同时进行光合作用和呼吸作用，因此测定相同单位时间内叶室中的CO2含量变化值表示光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量之间的差值．
（2）光照1小时，30℃时光合作用固定的CO2量：实际光合作用=净光合作用（即光照下测定的CO2吸收量）+呼吸作用（黑暗下测定的CO2释放量）=3.5+3=6.5mg/h．在上述条件下，图中净光合速率最大时最有利于植物积累有机物，图中对应的温度是25℃（26℃）．两条曲线的交点表示光合作用吸收的CO2量是呼吸作用释放CO2量的2倍或光合作用吸收的CO2量比呼吸作用释放的CO2量多3.5mg/h（净光合速率与呼吸强度相等）．
（3）图乙中植物在30℃时净光合作用为3.5，呼吸作用为3，则光合作用合成的有机物量为3.5+3=6.5，35℃时净光合作用为3，呼吸作用为3.5，则光合作用合成的有机物量为3+3.5=6.5．因此，30℃合成量等于35℃合成量．
故答案为：
（1）呼吸作用释放的CO2量 光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量之间的差值
（2）6.5 25℃（26℃） 光合作用吸收的CO2量是呼吸作用释放CO2量的2倍或光合作用吸收的CO2量比呼吸作用释放的CO2量多3.5 mg/h（净光合速率与呼吸强度相等）
（3）相等
（1）组别1中叶肉细胞产生ATP的场所是______和______．引起该组液滴左移的生理原因是______．
（2）与组别4相比，限制组别3液滴移动的主要环境因素是______．光照强度为12000lx时，限制装置内植物光合作用的环境因素主要是______．
（3）光照强度为8000lx时，植物光合作用2小时产生氧气______mL．若光照强度由8000lx突然降低到2000lx，此时叶绿体内C3的相对含量将______（升高/不变/降低），用于暗反应的ATP来自______．
（4）在6000lx光照条件下，将实验装置的温度提升至30℃，发现液滴右移明显减慢，其原因是______．
正确答案
解：（1）组别1中，光照强度为0，此时叶肉细胞只进行呼吸作用，因此细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体．由于小室中CO2缓冲液能够保持小室中的二氧化碳浓度相对稳定，因此呼吸作用消耗氧气，因此装置中气体总量减少，引起该组液滴左移．
（2）组别3的光照强度为4000lx，组别4的光照强度为6000lx，因此与组别4相比，限制组别3液滴移动的主要环境因素是光照强度．表中光照为10000lx和12000lx时，液滴移动的距离相等，表明此时光合作用达到光饱和点，因此光照强度不再是主要环境因素，此时限制装置内植物光合作用的环境因素主要是二氧化碳浓度．
（3）表中右移的值表示光合作用氧气的净释放量，因此真光合速率=净光合速率+呼吸速率=右移的值+左移的2.2．则光照强度为8000lx时，植物真光合速率=5.9+2.2=8.1mL/h，因此植物光合作用2小时产生氧气16.2mL．若光照强度由8000lx突然降低到2000lx，光反应产生的[H]和ATP减少，这将抑制三碳化合物的还原，而二氧化碳固定仍在发生，因此此时叶绿体内C3的相对含量将升高，用于暗反应的ATP来自光反应中水的光解．
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少．因此在6000lx光照条件下，将实验装置的温度提升至30℃，由于氧气净生成量减少，导致液滴右移明显减慢．
故答案为：
（1）细胞质基质 线粒体 呼吸作用吸收氧气，导致装置中气体总量减少
（2）光照强度 二氧化碳浓度
（3）16.2 升高 光反应中水的光解
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少
解析
解：（1）组别1中，光照强度为0，此时叶肉细胞只进行呼吸作用，因此细胞产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体．由于小室中CO2缓冲液能够保持小室中的二氧化碳浓度相对稳定，因此呼吸作用消耗氧气，因此装置中气体总量减少，引起该组液滴左移．
（2）组别3的光照强度为4000lx，组别4的光照强度为6000lx，因此与组别4相比，限制组别3液滴移动的主要环境因素是光照强度．表中光照为10000lx和12000lx时，液滴移动的距离相等，表明此时光合作用达到光饱和点，因此光照强度不再是主要环境因素，此时限制装置内植物光合作用的环境因素主要是二氧化碳浓度．
（3）表中右移的值表示光合作用氧气的净释放量，因此真光合速率=净光合速率+呼吸速率=右移的值+左移的2.2．则光照强度为8000lx时，植物真光合速率=5.9+2.2=8.1mL/h，因此植物光合作用2小时产生氧气16.2mL．若光照强度由8000lx突然降低到2000lx，光反应产生的[H]和ATP减少，这将抑制三碳化合物的还原，而二氧化碳固定仍在发生，因此此时叶绿体内C3的相对含量将升高，用于暗反应的ATP来自光反应中水的光解．
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少．因此在6000lx光照条件下，将实验装置的温度提升至30℃，由于氧气净生成量减少，导致液滴右移明显减慢．
故答案为：
（1）细胞质基质 线粒体 呼吸作用吸收氧气，导致装置中气体总量减少
（2）光照强度 二氧化碳浓度
（3）16.2 升高 光反应中水的光解
（4）25℃是植物光合作用的最适温度，当升高温度时，是光合作用强度减弱，而呼吸作用增强，因此氧气的净生成量减少
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