- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如图1，将黑藻放在盛有一定浓度的碳酸氢钠缓冲溶液的密闭容器中培养，进行如下相关实验研究，其中的碳酸氢钠缓冲溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度稳定且适宜．
（1）先给予11000lx的光照处理6min，再用60001x的光照处理6min，最后用10001x的光照6min后再黑暗处理．定时测定黑藻产生的气泡数量结果如下．请据此回答：
①若110001x光照是黑藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因主要是______，若要增加实验中所产生的气泡数量可采取适当提高______等措施．
②实验中16min时不产生气泡的原因是______；20min时叶肉细胞中产生[H]的细胞结构是______，此时有色液滴______（左移、右移、不动）．
（2）黑藻在适宜光照，CO2浓度环境中，在不同温度条件下的单位时间内有机物积累量和单位时间内有机物的消耗量曲线如图2所示．
①图2中虚线代表______随温度的变化情况，光合作用强度与呼吸作用强度相等时对应的温度是______°C．
②若在环境温度为30°C时，突然减弱光照强度，则叶绿体中C3的含量瞬时将会______，原因是______．当环境温度处于55-60°C之间时，与光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况分别是：光合作用相关的酶_、呼吸作用相关的酶______．
正确答案
解：（1）①若110001x光照是黑藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因主要是光合色素、酶的含量，若要增加实验中所产生的气泡数量可采取适当提高温度等措施．
②实验中16min时光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，不产生气泡；20min时叶肉细胞处于黑暗中，只能进行呼吸作用，产生[H]的细胞结构是细胞质基质和线粒体，此时叶肉细胞消耗氧气，产生的二氧化碳溶于碳酸氢钠缓冲溶液中，故有色液滴左移．
（2）①图2中虚线表示有机物消耗，故代表呼吸速率（或呼吸强度、有机物消耗量）随温度的变化情况．图2中实线表示有机物的积累量，当积累量为0时，光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时对应的温度是40℃．
②若在环境温度为30℃时，突然减弱光照强度，光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3化合物还原受阻，而二氧化碳的固定过程不变，产生的三碳化合物的量不变，因此叶绿体中C3的含量瞬时将会上升．当环境温度处于55-60℃之间时，实线与虚线重合，表现为有机物的消耗，故光合作用为0，细胞只能进行呼吸作用．因此与光合作用相关的酶失活，呼吸作用相关的酶活性低．
故答案为：
（1）①光合色素、酶的含量（或叶绿体的数量） 温度
②光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 细胞质基质和线粒体 左移
（2）①呼吸速率（或呼吸强度、有机物消耗量） 40
②上升[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻 失活 活性低
解析
解：（1）①若110001x光照是黑藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因主要是光合色素、酶的含量，若要增加实验中所产生的气泡数量可采取适当提高温度等措施．
②实验中16min时光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，不产生气泡；20min时叶肉细胞处于黑暗中，只能进行呼吸作用，产生[H]的细胞结构是细胞质基质和线粒体，此时叶肉细胞消耗氧气，产生的二氧化碳溶于碳酸氢钠缓冲溶液中，故有色液滴左移．
（2）①图2中虚线表示有机物消耗，故代表呼吸速率（或呼吸强度、有机物消耗量）随温度的变化情况．图2中实线表示有机物的积累量，当积累量为0时，光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时对应的温度是40℃．
②若在环境温度为30℃时，突然减弱光照强度，光反应产生的ATP和[H]减少，暗反应中C3化合物还原受阻，而二氧化碳的固定过程不变，产生的三碳化合物的量不变，因此叶绿体中C3的含量瞬时将会上升．当环境温度处于55-60℃之间时，实线与虚线重合，表现为有机物的消耗，故光合作用为0，细胞只能进行呼吸作用．因此与光合作用相关的酶失活，呼吸作用相关的酶活性低．
故答案为：
（1）①光合色素、酶的含量（或叶绿体的数量） 温度
②光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 细胞质基质和线粒体 左移
（2）①呼吸速率（或呼吸强度、有机物消耗量） 40
②上升[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻 失活 活性低
正确答案
解析
解：甲玻璃罩利用了绿色透明膜，由于色素对绿光吸收最少，因此植物基本不进行光合作用，但是植物又要进行呼吸作用消耗有机物，因此甲装置中麦苗长势较差；
乙玻璃罩利用了红色透明膜，由于色素对红光吸收较多，植物进行的光合作用较强，因此乙装置中麦苗长势较好；
丙玻璃罩利用了无色透明膜，所有光均能透过无色膜，因此植物进行的光合作用最强，积累的有机物最多，因此丙装置中麦苗长势最好．
因此，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗长势为：乙与丙长势相近，甲比丙长势差．
故选：C．
夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、a点净光合作用为0，此时光合作用速率与呼吸速率相等，甲植株在a点之前进行光合作用，只是a点之前光合作用速率小于呼吸速率，A错误；
B、乙植株超过18时，呼吸速率大于光合速率，有机物积累减少，因此18时是有机物积累最多，B错误；
C、分析题图可知，bc下降的原因是乙植株气孔关闭，二氧化碳供应不足，de段下降的原因是光照强度逐渐减弱，光反应产生的还原氢和ATP数量逐渐减少，C错误；
D、分析题图可知，甲不存在光合午休现象，乙存在光合午休现象，可能的原因是乙植株气孔关闭，而甲植物气孔没有关闭，D正确．
故选：D．
图甲数字表示不同的代谢过程．图乙表示某植物在密闭空间中测得的24小时内CO2浓度变化曲线．请分析回答下列问题：
（1）图甲中②过程，在图乙的______时间段发生．
（2）图乙cd段CO2浓度迅速下降的原因是______．
（3）图乙b点植物进行的代谢活动为图甲的______．（填写图中数字）
（4）图乙24小时中植物在______段积累有机物．（填写图中字母）
（5）多数植物适宜光合作用的温度为20℃-30℃．研究人员以此植物为材料，利用同一植株通过单细胞克隆获得HA、HB、HD三个株系，从中筛选耐高温优良品种．表l为不同温度对不同株系光合作用速率的影响．
表l 温度对不同株系光合作用速率的影响
①由表l推测，在适宜光合作用的温度条件下，______株系光合速率最高．
②在实验条件下，_______株系保持较平稳状态且光合速率较高，说明其耐高温性较好．
③能够通过同一植株进行单细胞克隆获得HA、HB、HD三个不同的株系，原因是被培养的细胞一直处于______状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线等）的影响而产生______．
④研究人员欲通过基因工程对耐高温品系进一步改良．某种限制性核酸内切酶的识别序列和切点是↓GATC，现有含目的基因的DNA片段，如图所示．请在方框内画出被此限制性核酸内切酶切割后所形成含目的基因的片段．
正确答案
解：（1）图甲中②过程表示光合作用的暗反应过程，暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，因此光照后才能出现暗反应．
（2）图乙c点开始出现光照，并随着光照强度的增强，光合作用不断增强，消耗大量的二氧化碳，所以二氧化碳浓度急剧下降．
（3）图乙b点时植物只进行呼吸作用，因此对应图中的③④过程．
（4）光合作用大于呼吸作用时，才有有机物的积累．图中a点之前、d点之后二氧化碳浓度不变，说光合作用等于呼吸作用；ac段二氧化碳浓度升高，表示呼吸作用大于光合作用或只进行呼吸作用；只有cd段二氧化碳浓度下降，积累有机物．
（5）①表中可以看出，在适宜光合作用的温度条件下，HA株系光合速率最高．
②在实验条件下，HB在不同温度条件下，光合速率变化不大且保持较高数值，说明其耐高温性较好．
③基因突变发生在分裂过程中的间期．
④图中可以看出，目的基因的两侧均具有该限制酶的切割位点，因此切割后目的基因的两侧各形成一个相同的黏性末端．如图所示．
故答案为：
（1）7：00-19：00
（2）cd段光照强，光合作用强，消耗大量的二氧化碳，所以二氧化碳浓度急剧下降
（3）③④
（4）cd
（5）①HA ②HB ③分生（分裂） 突变
④
解析
解：（1）图甲中②过程表示光合作用的暗反应过程，暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，因此光照后才能出现暗反应．
（2）图乙c点开始出现光照，并随着光照强度的增强，光合作用不断增强，消耗大量的二氧化碳，所以二氧化碳浓度急剧下降．
（3）图乙b点时植物只进行呼吸作用，因此对应图中的③④过程．
（4）光合作用大于呼吸作用时，才有有机物的积累．图中a点之前、d点之后二氧化碳浓度不变，说光合作用等于呼吸作用；ac段二氧化碳浓度升高，表示呼吸作用大于光合作用或只进行呼吸作用；只有cd段二氧化碳浓度下降，积累有机物．
（5）①表中可以看出，在适宜光合作用的温度条件下，HA株系光合速率最高．
②在实验条件下，HB在不同温度条件下，光合速率变化不大且保持较高数值，说明其耐高温性较好．
③基因突变发生在分裂过程中的间期．
④图中可以看出，目的基因的两侧均具有该限制酶的切割位点，因此切割后目的基因的两侧各形成一个相同的黏性末端．如图所示．
故答案为：
（1）7：00-19：00
（2）cd段光照强，光合作用强，消耗大量的二氧化碳，所以二氧化碳浓度急剧下降
（3）③④
（4）cd
（5）①HA ②HB ③分生（分裂） 突变
④
下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验，下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、将装置放在光下烧杯B中产生氧气，使气压升高，液滴向左，A正确；
B、将整个装置置于暗室，红色液滴不会移动，没有以光为变量的对照实验，无法证明光是光合作用的必要条件，B错误；
C、选项影响不明显的原因是蛔虫的无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，故气压不变，对红色液滴移动不产生明显影响，C正确；
D、对照实验，因遵循单一变量原则，控制只有NaHCO3溶液浓度唯一变量，烧杯A中也应放置等量相同的伊尔藻，D正确．
故选：B．
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