- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量．结果如图：
（1）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的ATP和______，在______中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖．
（2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率______．本实验中对照组（空白对照组）植株CO2固定速率相对值是______．
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中______增加．已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，______降低，进而在叶片中积累．
（4）综合上述结果可推测，叶片光合产物的积累会______光合作用．
（5）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测______叶片的光合产物含量和光和速率．与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是______，则支持上述推测．
正确答案
[H]/NADPH
叶绿体基质
逐渐下降
28
淀粉和蔗糖的含量
输出量
抑制
未遮光
光合产物含量下降，光合速率上升
解析
解：（1）光合作用的光反应为暗反应提供[H]/NADPH和ATP，用于三碳化合物的还原，暗反应场所为叶绿体基质．
（2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降．本实验中对照组（空白对照组）植株为不去除棉铃植株，由图1可知，其CO2固定速率相对值是28．
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加，因为叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，淀粉和蔗糖的输出量降低，在叶片积累．
（4）根据化学反应平衡原理，产物的积累会抑制正反应的进行，即淀粉和蔗糖的积累会抑制光合作用的进行．
（5）如果去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，那么未遮光叶片的光合产物要部分运输到遮光叶片，与只去除棉铃植株的叶片相比，光合产物积累较少，对光合作用抑制程度较低，因此光合速率较高，证明（4）题的推测．
故答案为：
（1）[H]/NADPH 叶绿体基质
（2）逐渐下降 28
（3）淀粉和蔗糖的含量 输出量
（4）抑制
（5）未遮光 光合产物含量下降，光合速率上升
为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系，实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气条件下蜜柑叶片的净光合速率（A图）和胞间CO2浓度（B图）的变化情况．请据图回答下列问题：
（1）与蜜柑叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞结构是______．
（2）影响蜜柑叶片胞间C02浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片气孔的______有关，另一方面也与______有关．
（3）在4月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合作用速率下降的直接原因是______，进而导致光合作用的______（填反应阶段和生理过程的名称）受阻，从而影响光合作用速率．
（4）在6月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片的胞间C02浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，最可能的原因是______．进一步研究发现，此时叶绿体中的ATP的相对含量显著降低，一方面可能是______影响有关酶的活性，另一方面可能是高温、强光导致叶肉细胞叶绿体中的______（填结构名称）受损，进而影响了净光合作用速率．此时，采用向叶片喷雾的方法，则可有效提高蜜柑的净光合作用速率．
正确答案
解：（1）净光合速率=实际光合速率-呼吸速率，光合作用与叶绿体相关，细胞呼吸与细胞质基质、线粒体相关．
（2）影响蜜柑叶片胞间C02浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片气孔的开放程度有关，另一方面也与光合作用和细胞呼吸速率的大小有关．
（3）在4月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合作用速率下降的直接原因是胞间C02浓度下降，进而导致光合作用的暗反应阶段C02的固定受阻，从而影响光合作用速率．
（4）在6月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片的胞间C02浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，最可能的原因是（光合作用速率降低，）细胞呼吸速率增加．进一步研究发现，此时叶绿体中的ATP的相对含量显著降低，一方面可能是高温影响有关酶的活性，另一方面可能是高温、强光导致叶肉细胞叶绿体中的囊状结构薄膜受损，进而影响了净光合作用速率．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（2）开放程度 光合作用和细胞呼吸速率的大小
（3）胞间C02浓度下降 暗反应阶段C02的固定
（4）（光合作用速率降低，）细胞呼吸速率增加 高温 囊状结构薄膜
解析
解：（1）净光合速率=实际光合速率-呼吸速率，光合作用与叶绿体相关，细胞呼吸与细胞质基质、线粒体相关．
（2）影响蜜柑叶片胞间C02浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片气孔的开放程度有关，另一方面也与光合作用和细胞呼吸速率的大小有关．
（3）在4月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合作用速率下降的直接原因是胞间C02浓度下降，进而导致光合作用的暗反应阶段C02的固定受阻，从而影响光合作用速率．
（4）在6月晴天的11：00～13：00时，蜜柑叶片的胞间C02浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，最可能的原因是（光合作用速率降低，）细胞呼吸速率增加．进一步研究发现，此时叶绿体中的ATP的相对含量显著降低，一方面可能是高温影响有关酶的活性，另一方面可能是高温、强光导致叶肉细胞叶绿体中的囊状结构薄膜受损，进而影响了净光合作用速率．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（2）开放程度 光合作用和细胞呼吸速率的大小
（3）胞间C02浓度下降 暗反应阶段C02的固定
（4）（光合作用速率降低，）细胞呼吸速率增加 高温 囊状结构薄膜
正确答案
解析
解：ABCD、当光照强度分别为3klx时，X植物的净光合作用量为0，此时固定的CO2量=呼吸作用量=15；Y植物的净光合作用量为11，此时固定的CO2量=净光合作用量+呼吸作用量=11+5=16，因此当光照强度分别为3klx时，X植物与Y植物固定的CO2量的差值为16-15=1．同理，当光照强度分别为9klx时，X植物的净光合作用量为30，此时固定的CO2量=净光合作用量+呼吸作用量=30+15=45；Y植物的净光合作用量为11，此时固定的CO2量=净光合作用量+呼吸作用量=11+5=16，因此当光照强度分别为9klx时，X植物与Y植物固定的CO2量的差值为45-16=29，A正确；BCD错误．
故选：A．
如图表示各种外界条件对绿色植物光合作用速率的影响．A、B、C分别表示光照强度、二氧化碳浓度、温度对光合作用速率的影响（其他条件都合适），D表示在弱光下温度对光合作用速率的影响．请根据图回答：
（1）光合作用中光反应的场所是______，叶绿体色素中少数特殊状态的叶绿素a的作用是______、______．光反应可为暗反应提供______，促使三碳化合物的______．
（2）A图中的曲线②段表示______．
（3）B图中的曲线③段上升很快，但到了④几乎不再上升的原因是______．
（4）C图中的曲线⑤段迅速上升，⑥段又快速下降，该变化的原因是______．
（5）D图中的曲线⑦表示无论温度如何变化，光合作用速率都很低，可能的原因是______．
正确答案
解：（1）光合作用中光反应的场所是类囊体薄膜上；叶绿体色素中少数特殊状态的叶绿素a的作用是吸收光能、使光能转化成电能；光反应和暗反应之间的关系是光反应为暗反应提供[H]和ATP，三碳化合物的还原需要[H]和ATP．
（2）当光照强度达到一定的强度时，由于受色素数量的限制，不能再继续吸收更多的光能，所以光合作用强度不再随光照强度的增加而增加．
（3）二氧化碳影响光合作用的暗反应，但是暗反应需要光反应提供的[H]和ATP，所以暗反应也受光反应提供的产物的制约．
（4）光合作用需要酶的催化，而参与光合作用的酶都有最适温度，高于或低于最适温度酶的活性都会降低．
（5）光照强度影响光反应，光照太弱影响光反应的产物的生成，光反应的产物太少．
故答案为：（1）类囊体膜上 吸收光能 使光能转化成电能（或转化光能） ATP、NADPH 还原
（2）光合作用速率不再随光照强度增加而增加
（3）光反应的产物有限，不能使光合作用速率继续加快
（4）暗反应中酶的催化效率与温度有关
（5）光照强度太弱，光反应产物极少
解析
解：（1）光合作用中光反应的场所是类囊体薄膜上；叶绿体色素中少数特殊状态的叶绿素a的作用是吸收光能、使光能转化成电能；光反应和暗反应之间的关系是光反应为暗反应提供[H]和ATP，三碳化合物的还原需要[H]和ATP．
（2）当光照强度达到一定的强度时，由于受色素数量的限制，不能再继续吸收更多的光能，所以光合作用强度不再随光照强度的增加而增加．
（3）二氧化碳影响光合作用的暗反应，但是暗反应需要光反应提供的[H]和ATP，所以暗反应也受光反应提供的产物的制约．
（4）光合作用需要酶的催化，而参与光合作用的酶都有最适温度，高于或低于最适温度酶的活性都会降低．
（5）光照强度影响光反应，光照太弱影响光反应的产物的生成，光反应的产物太少．
故答案为：（1）类囊体膜上 吸收光能 使光能转化成电能（或转化光能） ATP、NADPH 还原
（2）光合作用速率不再随光照强度增加而增加
（3）光反应的产物有限，不能使光合作用速率继续加快
（4）暗反应中酶的催化效率与温度有关
（5）光照强度太弱，光反应产物极少
科研人员为了解决油茶冬季移栽早春遭受低温伤害成活率低的问题，以“杂优闽南”油茶幼苗为实验材料，进行如下实验：
结果如图．请回答：
（1）本实验的研究课题是：探究______的油茶幼苗光合速率的影响．
（2）甲组幼苗在______时间内净光合速率低于乙组，原因是低温条件下叶绿体中______ （结构）的功能发生改变而降低了光反应速率．在实验中观察乙组幼苗的叶片，发现叶色逐渐变淡发黄，原因是______．
（3）图中结果表明，在实际生产冬季移栽时，先将油茶幼苗进行______处理，可以增强油茶幼苗的抗寒性，提高移栽成活率．
（4）欲知低温锻炼时油茶幼苗的真正光合速率，应增设丙组实验，请完成表中步骤：
正确答案
解：（1）根据表格可知，本实验的研究课题是：探究低温对冷胁迫处理的油茶幼苗光合速率的影响．
（2）甲组幼苗在第1～3.5天时间内净光合速率低于乙组，原因是低温条件下叶绿体中类囊体的功能发生改变而降低了光反应速率．在实验中观察乙组幼苗的叶片，发现叶色逐渐变淡发黄，原因是低温破坏了（抑制）细胞中的叶绿素．
（3）图中结果表明，在实际生产冬季移栽时，先将油茶幼苗进行（10℃）低温处理，可以增强油茶幼苗的抗寒性，提高移栽成活率．
（4）欲知低温锻炼时油茶幼苗的真正光合速率，应增设丙组实验：黑暗（处理）、10℃低温条件下，测定幼苗的B呼吸速率（或单位时间、单位面积CO2释放量或O2吸收量或有机物的积累量）．
故答案为：
（1）低温对冷胁迫处理
（2）第1～3.5天 类囊体 低温破坏了（抑制）细胞中的叶绿素
（3）（10℃）低温
（4）黑暗（处理）、10℃低温 呼吸速率（或单位时间、单位面积CO2释放量或O2吸收量或有机物的积累量）
解析
解：（1）根据表格可知，本实验的研究课题是：探究低温对冷胁迫处理的油茶幼苗光合速率的影响．
（2）甲组幼苗在第1～3.5天时间内净光合速率低于乙组，原因是低温条件下叶绿体中类囊体的功能发生改变而降低了光反应速率．在实验中观察乙组幼苗的叶片，发现叶色逐渐变淡发黄，原因是低温破坏了（抑制）细胞中的叶绿素．
（3）图中结果表明，在实际生产冬季移栽时，先将油茶幼苗进行（10℃）低温处理，可以增强油茶幼苗的抗寒性，提高移栽成活率．
（4）欲知低温锻炼时油茶幼苗的真正光合速率，应增设丙组实验：黑暗（处理）、10℃低温条件下，测定幼苗的B呼吸速率（或单位时间、单位面积CO2释放量或O2吸收量或有机物的积累量）．
故答案为：
（1）低温对冷胁迫处理
（2）第1～3.5天 类囊体 低温破坏了（抑制）细胞中的叶绿素
（3）（10℃）低温
（4）黑暗（处理）、10℃低温 呼吸速率（或单位时间、单位面积CO2释放量或O2吸收量或有机物的积累量）
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