- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
在其它条件适宜的情况下，以CO2的吸收量与释放量为指标在光照和黑暗条件进行光合作用实验的结果如下表所示：
下列对该表数据的分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、从表中看不出来在连续光照的情况下，该植物在0℃条件下不能生长，A错误；
B、昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度为净光合作用速率最大点，故最适温度为25℃，B错误；
C、每天光照与黑暗时间相等，在恒温条件下，植物积累的有机物最多的温度应该为净光合作用与呼吸作用速率的差值最大，即20℃时植物积累的有机物最多，C错误；
D、同理，每天光照与黑暗时间相等，在恒温条件下，30℃时该植物积累的有机物的相对值是0.5，5℃时该植物积累的有机物的相对值是0.5，D正确．
故选：D．
为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室将水稻幼苗固定于无底反应瓶中进行实验，实验装置如图1所示．
实验原理：该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转．
实验步骤：
①调节天平平衡；
②用100W的灯泡作为光源．先将灯泡置于距装置20厘米处，15分钟后观察并记录指针偏转方向和格数；
③加大灯泡与装置间距离，过15分钟再观察记录；
④连续重复步骤③．
实验结果绘制如图2，请回答下列问题：
（1）该实验的自变量是______．
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合强度较大的是______点．
②CD段形成的原因是______，与C点相比较，D点指针向______偏转．
③若此曲线与横轴相交于E点，则E点的含义是______．
正确答案
解：（1）根据题意和图示分析可知：实验中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化．可见该实验的自变量是光照强度．
（2）①由于A点指针偏转较B点明显，由于曲线的斜率也就是代表氧气的释放率，即代表了光合作用强度，所以B点与A点比较，A点光合作用强度大．
②C点之后呼吸强度大于光合作用强度，即有机物出现负增长，所以有机物积累最大的点时C点．C点光合速率等于呼吸速率，D点与C点相比指针开始回偏，即偏左．
③若此曲线与横轴相交于E点，E点即为实验的初始位置，即表示先前光合作用积累的氧气已经全部被呼吸作用消耗．
故答案为：
（1）光照强度
（2）①A ②呼吸作用强度大于光合作用强度 左
③光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时氧气浓度相同
解析
解：（1）根据题意和图示分析可知：实验中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化．可见该实验的自变量是光照强度．
（2）①由于A点指针偏转较B点明显，由于曲线的斜率也就是代表氧气的释放率，即代表了光合作用强度，所以B点与A点比较，A点光合作用强度大．
②C点之后呼吸强度大于光合作用强度，即有机物出现负增长，所以有机物积累最大的点时C点．C点光合速率等于呼吸速率，D点与C点相比指针开始回偏，即偏左．
③若此曲线与横轴相交于E点，E点即为实验的初始位置，即表示先前光合作用积累的氧气已经全部被呼吸作用消耗．
故答案为：
（1）光照强度
（2）①A ②呼吸作用强度大于光合作用强度 左
③光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时氧气浓度相同
某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系．他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径1cm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下．取100mL三角瓶四个，编号1、2、3、4，按下表操作（光照、温度相同且适宜）并记录结果．下列评价或修改合理的是（ ）
正确答案
解析
解：A、制备的叶圆片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理，目的是消耗掉叶圆片中的氧气，能够使叶圆片沉在烧杯中，A错误；
B、按照单一变量的原则，实验变量是二氧化碳浓度，其他无关变量应该相同且适宜，包括光照强度，B错误；
C、实验因变量还可是叶圆片全部上浮的时间，C正确；
D、自来水中也有少量二氧化碳，因此使用自来水时，会对二氧化碳浓度造成影响，D错误．
故选：C．
实验一：采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率．
实验二：将另一份叶片切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率．
实验结果如图．请据图回答：
（1）在实验的浓度范围内，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均______，原因是光合作用所需的______增加导致的．
（2）在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率______（填大于/小于/等于）叶绿体的O2释放速率．原因可能是叶切片光合作用产生的O2一部分被______，相应的反应式为：______．
（3）为探究第（2）题的原因分析是否正确，设计以下实验方案，请补充．
称取______g四叶龄水稻叶片，切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1mol•L-1的KHCO3溶液中，在______条件下，分别用氧电极测定其______．
正确答案
解：（1）图中可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2，KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大．
（2）图中可以看出，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因，相应的反应式为C6H12O6+6O2+6H2O 
（3）为了验证叶片呼吸作用对实验结果的影响，需要排除光照的干扰，在无光条件下，其他条件都相同，测定细胞的呼吸作用，由于“称取10g四叶龄水稻叶片，均分为两份”，所以可以设置对照实验为称取5g小麦幼苗叶片，切成约1.0mm x l．Omm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1mol•L-1的KN03溶液中，在黑暗、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其02消耗速率．
故答案为：
（1）上升 CO2浓度
（2）小于 呼吸作用消耗 C6H12O6+6O2+6H2O 
（3）5 黑暗、20℃恒温 O2消耗速率（或呼吸速率）
解析
解：（1）图中可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2，KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大．
（2）图中可以看出，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因，相应的反应式为C6H12O6+6O2+6H2O
（3）为了验证叶片呼吸作用对实验结果的影响，需要排除光照的干扰，在无光条件下，其他条件都相同，测定细胞的呼吸作用，由于“称取10g四叶龄水稻叶片，均分为两份”，所以可以设置对照实验为称取5g小麦幼苗叶片，切成约1.0mm x l．Omm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1mol•L-1的KN03溶液中，在黑暗、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其02消耗速率．
故答案为：
（1）上升 CO2浓度
（2）小于 呼吸作用消耗 C6H12O6+6O2+6H2O
（3）5 黑暗、20℃恒温 O2消耗速率（或呼吸速率）
表为在一定浓度的CO2和适当的温度（25℃）条件下，测得的小麦光合作用和细胞呼吸的相关数据，请回答下列问题：
（1）当光照强度超过9千勒克司时，小麦光合速率不再增加．结合光合作用的过程分析造成这种现象的主要原因是______．
（2）当光照强度为9千勒克司时，小麦合成葡萄糖的量为______mg/100cm2叶•h（精确到0.1）．
（3）若其他条件保持不变，适当提高CO2浓度，小麦的光补偿点______（大于、等于、小于）3千勒克司．
（4）为了探究高温（30℃）、强光照（15千勒克司）对小麦叶片与玉米叶片光合作用影响程度的差异，研究小组设计了表所示的实验方案．
①实验测得c≈d，说明______．
②有人认为上述实验方案可去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论．这种做法______（可行、不可行），理由是______．
正确答案
解：（1）当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加，这种现象称为光饱和现象．开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率（受CO2浓度影响）和CO2固定速率（受羧化酶活性和RuBP再生速率影响）等．
（2）真正的光合作用强度=表观光合速率+呼吸速率，真正吸收为32+8=40mg/100cm2叶•h，由6H2O+6CO2+阳光→C6H12O6（葡萄糖）+6O2计算27.3mg/100cm2．
（3）若其他条件保持不变，适当提高CO2浓度，暗反应速度加快，小麦的光补偿点小于3千勒克司．
（4）①玉米为C4植物，在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘细胞里有叶绿体，但里面并无基粒或基粒发育不良．在这里，主要进行卡尔文循环．该类型的优点是，二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱环境生长．实验测得c≈d．所以高温、强光照对玉米光合作用影响不大．
②去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论，这种做法不可行．通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小．
故答案为：
（1）CO2浓度影响了碳反应的进程（或碳反应慢于光反应）
（2）27.3
（3）小于
（4）①高温、强光照对玉米光合作用影响不大
②不可行
通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；
缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小
解析
解：（1）当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加，这种现象称为光饱和现象．开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率（受CO2浓度影响）和CO2固定速率（受羧化酶活性和RuBP再生速率影响）等．
（2）真正的光合作用强度=表观光合速率+呼吸速率，真正吸收为32+8=40mg/100cm2叶•h，由6H2O+6CO2+阳光→C6H12O6（葡萄糖）+6O2计算27.3mg/100cm2．
（3）若其他条件保持不变，适当提高CO2浓度，暗反应速度加快，小麦的光补偿点小于3千勒克司．
（4）①玉米为C4植物，在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘细胞里有叶绿体，但里面并无基粒或基粒发育不良．在这里，主要进行卡尔文循环．该类型的优点是，二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱环境生长．实验测得c≈d．所以高温、强光照对玉米光合作用影响不大．
②去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论，这种做法不可行．通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小．
故答案为：
（1）CO2浓度影响了碳反应的进程（或碳反应慢于光反应）
（2）27.3
（3）小于
（4）①高温、强光照对玉米光合作用影响不大
②不可行
通过2、4组相互对照只能得出两种植物在高温、强光照下光合速率的差异；
缺乏自身对照，不能得出该条件分别对两种植物光合速率影响程度的大小
扫码查看完整答案与解析