- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
（2015秋•大兴区期末）紫花苜蓿是极具有栽培意义的一种多年生优质饲草，被誉为“牧草之王”．有学者从植物光合生理生态角度出发，研究了低浓度（N-0）、中浓度（N-50）、高浓度（N-100）的氮素添加对陇东苜蓿生物量积累的影响，以探讨其生理机制．结果如表，请回答下列问题．
如表种植当年不同生育期地上部分总生物量对氮素添加的响应
（1）由表结果可知，在分枝期和初花期，______氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显，而该浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出______．
（2）进一步对种植当年叶绿素各组分的含量对氮素添加的响应进行了研究．结果如图．
在初花期和盛花期，中浓度氮素添加提高了______，总体来看氮素添加降低了______．叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中______．
（3）为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响，研究者们进行了盆栽实验：将紫花苜蓿种子______后放在培养皿中，4℃黑暗环境中发芽3～4天．幼苗在______ （A、无氮素营养液；B、全营养液；C、只含氮素的营养液）中生长并接种三次共生固氮菌．实验设两个水分处理和三个氮素添加水平（0mmol/L，5mmol/L，10mmol/L），若每个处理下种植10盆作为重复，每盆定苗8株，共需幼苗______株．
正确答案
解：（1）据表分析，在分枝期和初花期，高浓度（N-100）氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显．该浓度的氮素与低浓度和中等浓度的氮素添加相比，高浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出促进效果（作用）减弱．
（2）据图分析，在初花期和盛花期，中浓度氮素添加提高了叶绿素a 的含量，总体来看氮素添加降低了叶绿素b的含量．叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中光能的吸收、传递和转化（光能的吸收）．
（3）为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响，需要将紫花苜蓿种子进行消毒后放在培养皿中，4℃黑暗环境中发芽3～4天．幼苗在无氮素营养液A中生长并接种三次共生固氮菌．根据题意可知实验共分为设两个水分处理和三个氮素添加水平及对照组，共6组，每组10盆，每盆6株，所以共需要480株．
故答案为：
（1）高浓度（N-100）促进效果（作用）减弱
（2）叶绿素a含量 叶绿素b含量 光能的吸收、传递和转化（光能的吸收）
（3）消毒 A 480
解析
解：（1）据表分析，在分枝期和初花期，高浓度（N-100）氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显．该浓度的氮素与低浓度和中等浓度的氮素添加相比，高浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出促进效果（作用）减弱．
（2）据图分析，在初花期和盛花期，中浓度氮素添加提高了叶绿素a 的含量，总体来看氮素添加降低了叶绿素b的含量．叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中光能的吸收、传递和转化（光能的吸收）．
（3）为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响，需要将紫花苜蓿种子进行消毒后放在培养皿中，4℃黑暗环境中发芽3～4天．幼苗在无氮素营养液A中生长并接种三次共生固氮菌．根据题意可知实验共分为设两个水分处理和三个氮素添加水平及对照组，共6组，每组10盆，每盆6株，所以共需要480株．
故答案为：
（1）高浓度（N-100）促进效果（作用）减弱
（2）叶绿素a含量 叶绿素b含量 光能的吸收、传递和转化（光能的吸收）
（3）消毒 A 480
（1）如果横坐标代表光照强度，其影响光合速率主要是影响光合作用的______阶段，此时内部限制性因素最可能是______．若阴生植物的光合作用曲线为c，则阳生植物的光合作用曲线最可能是______．
（2）如果横坐标代表温度，温度主要通过影响______来影响光合速率．
（3）如果横坐标代表CO2的含量，其影响光合作用主要是影响______的产生，此时内部限制性因素最可能是______．
（4）将一株植物置于密闭的容器中，用红外线测量仪，测量时间均为1小时．测定时的条件和结果如表（数据均在标准状况下测得，单位：ml）
①在15℃条件下，这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖，则积累葡萄糖______．②如果光照时的温度为25℃，光照时间10小时，黑暗下温度为15℃，则一昼夜积累葡萄糖______．
正确答案
解：（1）影响光反应的内部因素是色素的数量，阳生植物比阴生植物的光合作用强度大．
（2）在一定的温度范围内，随着温度升高，酶的活性增强，超过了一定的温度范围，随着温度升高，酶的活性反而下降．
（3）CO2的含量通过影响CO2固定，三碳化合物的产生来影响光合作用，此时内部限制性因素最可能是五碳化合物的含量．
（4）①在15℃条件下，表格中CO2减少量为22.4ml，即为1mmol，该值表示植物净光合作用量，因此如果这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖，根据光合作用反应式，积累葡萄糖=1mmol÷6=
②如果光照时的温度为25℃，光照时间10小时，则此段时间净光合作用量=56.0÷22.4×10=25 mmol；黑暗下温度为15℃，则呼吸作用量=11.2÷22.4×14=7 mmol，则一昼夜积累葡萄糖=（25-7）÷6×180=540mg．
故答案为：
（1）光反应 色素的数量 a
（2）酶的活性
（3）三碳化合物 五碳化合物的含量
（4）30mg 540mg
解析
解：（1）影响光反应的内部因素是色素的数量，阳生植物比阴生植物的光合作用强度大．
（2）在一定的温度范围内，随着温度升高，酶的活性增强，超过了一定的温度范围，随着温度升高，酶的活性反而下降．
（3）CO2的含量通过影响CO2固定，三碳化合物的产生来影响光合作用，此时内部限制性因素最可能是五碳化合物的含量．
（4）①在15℃条件下，表格中CO2减少量为22.4ml，即为1mmol，该值表示植物净光合作用量，因此如果这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖，根据光合作用反应式，积累葡萄糖=1mmol÷6=
②如果光照时的温度为25℃，光照时间10小时，则此段时间净光合作用量=56.0÷22.4×10=25 mmol；黑暗下温度为15℃，则呼吸作用量=11.2÷22.4×14=7 mmol，则一昼夜积累葡萄糖=（25-7）÷6×180=540mg．
故答案为：
（1）光反应 色素的数量 a
（2）酶的活性
（3）三碳化合物 五碳化合物的含量
（4）30mg 540mg
正确答案
解析
解：A、花生属于喜阴植物，在夏季中午由于光照过强，会导致花生的气孔关闭，导致CO2供应减少，从而抑制了光合作用的暗反应，故A正确；
B、净光合速率为光合作用的积累量，图中可以看出，在8：00～17：00之间，玉米的净光合速率始终大于花生的，故B正确；
C、图中在17：00时，玉米和花生的净光合速率的曲线相交，说明玉米和花生的单位叶面积吸收CO2速率相同，故C正确；
D、在18：30时，玉米的净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，因此仍然在进行光合作用合成有机物，故D错误．
故选D．
（1）表中实验的自变量是______，实验中第1组在12小时后CO2浓度变化的原因是______．
（2）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的ATP含量会______，C5化合物的含量会______．
（3）该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验：______．
（4）图T0--T1表示在适宜条件下生长的番茄幼苗叶绿体中某两种化合物（[H]、ADP、C3或C5），T1--T3表示改变某一条件后两种化合物含量的变化，若T1时刻突然降低光照强度，则物质A、B又分别指的是______、______．
正确答案
解：（1）由表格中提供的信息可以看出，该实验的自变量为光照强度，二氧化碳浓度的变化为因变量．实验中第1组没有给予光照，在此环境中，植物只能进行呼吸作用，产生的二氧化碳会导致CO2浓度升高．
（2）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，光照减弱，光反应受到影响，光反应产物ATP和NADPH减少，进而影响暗反应过程中三碳化合物的还原，导致五碳化合物减少．
（3）欲确定西红柿生长的最佳光照强度，可增加若干实验组，将光照强度的数据差缩小，依次增加光照强度，12小时后再次测定CO2浓度．
（4）突然降低CO2浓度，则CO2与C5固定速率下降，与C5消耗下降而积累，另一方面C3还原继续生成C5，故C5含量突然上升；生成的C3下降，与[H]、ATP的还原下降，故一段时间后[H]、ATP积累，另一方面，光反应继续生成[H]、ATP，故[H]、ATP含量突然上升，故T1时刻突然降低CO2浓度则物质A、B分别指C5和[H]．若T1时刻突然降低光照强度，则光反应生成的[H]、ATP下降，ADP消耗下降而含量上升，故A表示ADP；光反应生成的[H]、ATP下降，C3和[H]、ATP的还原下降，C3消耗少而积累，另一方面，CO2继续和C5固定生成C3，故一段时间后C3含量上升，故B为C3．
故答案为：
（1）光照强度 细胞呼吸产生了二氧化碳
（2）下降 下降
（3）增加若干实验组，依次增加光照强度
（4）ADP C3
解析
解：（1）由表格中提供的信息可以看出，该实验的自变量为光照强度，二氧化碳浓度的变化为因变量．实验中第1组没有给予光照，在此环境中，植物只能进行呼吸作用，产生的二氧化碳会导致CO2浓度升高．
（2）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，光照减弱，光反应受到影响，光反应产物ATP和NADPH减少，进而影响暗反应过程中三碳化合物的还原，导致五碳化合物减少．
（3）欲确定西红柿生长的最佳光照强度，可增加若干实验组，将光照强度的数据差缩小，依次增加光照强度，12小时后再次测定CO2浓度．
（4）突然降低CO2浓度，则CO2与C5固定速率下降，与C5消耗下降而积累，另一方面C3还原继续生成C5，故C5含量突然上升；生成的C3下降，与[H]、ATP的还原下降，故一段时间后[H]、ATP积累，另一方面，光反应继续生成[H]、ATP，故[H]、ATP含量突然上升，故T1时刻突然降低CO2浓度则物质A、B分别指C5和[H]．若T1时刻突然降低光照强度，则光反应生成的[H]、ATP下降，ADP消耗下降而含量上升，故A表示ADP；光反应生成的[H]、ATP下降，C3和[H]、ATP的还原下降，C3消耗少而积累，另一方面，CO2继续和C5固定生成C3，故一段时间后C3含量上升，故B为C3．
故答案为：
（1）光照强度 细胞呼吸产生了二氧化碳
（2）下降 下降
（3）增加若干实验组，依次增加光照强度
（4）ADP C3
今年我国南方地区遭遇大旱，随着干旱时间持续，作物叶片开始发黄，光合速率下降，植株生长缓慢．某研究性学习小组采用盆栽试管苗的实验，探究土壤干旱对叶片光合速率的影响原因．实验开始时土壤水分充足，然后A组停止浇水，B组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下表所示．
（1）上述实验中属于对照组的是______（A/B）．如果你是该小组成员，你认为可以用于测量叶片光合速率的指标是______．叶绿素主要吸收的光谱为______．
（2）根据实验测得的数据，请在图甲中绘制出叶片叶绿素含量的变化曲线．
______
（3）根据你所绘的曲线图，分析植物光合速率下降的原因有：
①______；
②______．
（4）光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响．某植物正处于结果期，如乙图①．若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如乙图②，则留下叶片的光合速率，原因是______．
正确答案
解：（1）根据表格数据分析已知A植物A植物处于干旱条件，B植物为对照组实验条件．测量叶片光合速率的指标可以是氧气释放量（或二氧化碳吸收量）．叶绿体色素中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光．
（2）根据表格数据，以时间为横坐标、叶绿素含量为纵坐标，取点连线，作图：
（3）根据曲线图分析，植物光合速率下降的原因有：①干旱初期，气孔关闭导致二氧化碳供应不足；②干旱后期，叶片中的叶绿素含量下降．
（4）结果期的植物对营养的需要量大，枝条上仅一片叶时，总光合产物减少，会迅速输出，故光合速率增加．
故答案为：
（1）B 氧气释放量（或二氧化碳吸收量）红橙光和蓝紫光
（2）
（3）①干旱初期，气孔关闭导致二氧化碳供应不足．
②干旱后期，叶片中的叶绿素含量下降．
（4）增加 结果期的植物对营养的需要量大，枝条上仅一片叶时，总光合产物减少，会迅速输出，故光合速率增加
解析
解：（1）根据表格数据分析已知A植物A植物处于干旱条件，B植物为对照组实验条件．测量叶片光合速率的指标可以是氧气释放量（或二氧化碳吸收量）．叶绿体色素中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光．
（2）根据表格数据，以时间为横坐标、叶绿素含量为纵坐标，取点连线，作图：
（3）根据曲线图分析，植物光合速率下降的原因有：①干旱初期，气孔关闭导致二氧化碳供应不足；②干旱后期，叶片中的叶绿素含量下降．
（4）结果期的植物对营养的需要量大，枝条上仅一片叶时，总光合产物减少，会迅速输出，故光合速率增加．
故答案为：
（1）B 氧气释放量（或二氧化碳吸收量）红橙光和蓝紫光
（2）
（3）①干旱初期，气孔关闭导致二氧化碳供应不足．
②干旱后期，叶片中的叶绿素含量下降．
（4）增加 结果期的植物对营养的需要量大，枝条上仅一片叶时，总光合产物减少，会迅速输出，故光合速率增加
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