- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液并置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计．现用CO2浓度测定仪测定了24小时内该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线．请据图分析回答：
（1）如图显示，影响光合作用的外界因素有______．
（2）BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是______；CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是______．
（3）D点时植物生理活动过程中相关代谢速率的特点是______．
（4）EF段说明此时植物光合作用速率______（填“较快”或“较慢”），其原因最可能是______．
（5）EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5的含量较______．
（6）24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是______．（增多、不变、减少）
正确答案
解：（1）如图显示，影响光合作用的外界因素主要有光照强度、温度、CO2浓度等．
（2）由于在夜间只进行呼吸作用，因此二氧化碳都是由有氧呼吸产生，但是在凌晨2点以后，由于气温的降低，降低了有氧呼吸过程中呼吸酶的活性，导致二氧化碳产生速率减慢，所以BC段与AB段相比，曲线上升较缓．CD段与AB段相比，光合作用吸收了部分的CO2，所以曲线上升较缓．
（3）D点的含义二氧化碳浓度既不上升也不下降，所以此时光合作用速率等于呼吸作用速率．
（4）图中EF段CO2浓度降低很慢，说明光合作用利用二氧化碳减少，光合速率减慢，很可能是中午光照过强、温度过高，导致气孔关闭，缺少CO2 ．
（5）CO2将会在暗反应过程中参与CO2的固定生成C3，图中EF段CO2浓度明显低于DE段，因此EF段CO2的固定减少，导致C3减少，C5的含量增多．
（6）24点与0点相比，该玻璃罩内CO2浓度降低，其用于光合作用合成有机物，因此植物体内有机物总量增多．
故答案为：
（1）光照强度、温度、CO2浓度（任选二点作答）
（2）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2
（3）光合作用速率与呼吸作用速率相等
（4）较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭，CO2来源减少，光合速率降低
（5）高
（6）增多
解析
解：（1）如图显示，影响光合作用的外界因素主要有光照强度、温度、CO2浓度等．
（2）由于在夜间只进行呼吸作用，因此二氧化碳都是由有氧呼吸产生，但是在凌晨2点以后，由于气温的降低，降低了有氧呼吸过程中呼吸酶的活性，导致二氧化碳产生速率减慢，所以BC段与AB段相比，曲线上升较缓．CD段与AB段相比，光合作用吸收了部分的CO2，所以曲线上升较缓．
（3）D点的含义二氧化碳浓度既不上升也不下降，所以此时光合作用速率等于呼吸作用速率．
（4）图中EF段CO2浓度降低很慢，说明光合作用利用二氧化碳减少，光合速率减慢，很可能是中午光照过强、温度过高，导致气孔关闭，缺少CO2 ．
（5）CO2将会在暗反应过程中参与CO2的固定生成C3，图中EF段CO2浓度明显低于DE段，因此EF段CO2的固定减少，导致C3减少，C5的含量增多．
（6）24点与0点相比，该玻璃罩内CO2浓度降低，其用于光合作用合成有机物，因此植物体内有机物总量增多．
故答案为：
（1）光照强度、温度、CO2浓度（任选二点作答）
（2）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2
（3）光合作用速率与呼吸作用速率相等
（4）较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭，CO2来源减少，光合速率降低
（5）高
（6）增多
如图甲是水稻生长过程中，在不同光照强度下，测得叶片吸收和释放气体体积变化的曲线（假定植物叶片的呼吸速率不变），图乙和图丙表示天气晴朗时某作物一昼夜内对二氧化碳的吸收和释放情况．请据图回答：
（1）图甲中，B点和A点相比较，B点叶肉细胞中特有的产生ATP的生理过程是______．A到C范围内，限制光合作用的主要因素是______，植物体合成有机物的速率______．处于A点状况下的植物若突然给予光照C3化合物的量将______．（增加、减少）．
（2）用生长旺盛的水稻叶片提取和分离叶绿素时，在滤纸条上色带最宽的色素是______．
（3）图乙和丙中，最可能代表夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况的是图______．
（4）图乙中，作物体内有机物最多的时间是______．S1、S2、S3表示曲线与时间轴之间围成的面积，已知该作物能正常生长，则S1、S2、S3之间的关系可用数学表达式表示为______．
（5）光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率．若摘除花或果实，叶片光合速率随之降低的原因是______．
正确答案
解：（1）A点光照强度为0，只进行呼吸作用，B点有光照，进行光合作用和呼吸作用，所以B点叶肉细胞特有的产生ATP的生理过程是光合作用的光反应．光照强度由A到C范围内，限制因素为光照强度，由于光照强度增强，合成有机物的速率增加，C3化合物的含量减少．
（2）叶绿体叶绿素a含量最多，在滤纸条上色素带最宽．
（3）炎热夏季中午，光照强度过高，气孔关闭，CO2供应不足，光合作用强度降低，所以丙能表示夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况．
（4）有机物积累量是光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物，A～C段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以C点有机物积累量最大．S1表示有机物积累，S2、S3表示有机物减少，所以若作用能正常生长，则S1＞S2+S3．
（5）光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率．若摘除花或果实，光合产物的输出受阻，叶片光合速率随之降低．
故答案为：
（1）光反应 光照强度 增加 减少
（2）叶绿素a
（3）丙
（4）C S1＞S2+S3
（5）光合产物的输出受阻
解析
解：（1）A点光照强度为0，只进行呼吸作用，B点有光照，进行光合作用和呼吸作用，所以B点叶肉细胞特有的产生ATP的生理过程是光合作用的光反应．光照强度由A到C范围内，限制因素为光照强度，由于光照强度增强，合成有机物的速率增加，C3化合物的含量减少．
（2）叶绿体叶绿素a含量最多，在滤纸条上色素带最宽．
（3）炎热夏季中午，光照强度过高，气孔关闭，CO2供应不足，光合作用强度降低，所以丙能表示夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况．
（4）有机物积累量是光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物，A～C段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以C点有机物积累量最大．S1表示有机物积累，S2、S3表示有机物减少，所以若作用能正常生长，则S1＞S2+S3．
（5）光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率．若摘除花或果实，光合产物的输出受阻，叶片光合速率随之降低．
故答案为：
（1）光反应 光照强度 增加 减少
（2）叶绿素a
（3）丙
（4）C S1＞S2+S3
（5）光合产物的输出受阻
为研究NaCl和光强度对植物光合速率的影响，实验者利用三角叶滨藜进行了相关实验，结果如图
请回答：
（1）图1中高浓度NaCl处理后，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过______失水，引起气孔开放度下降，导致______，影响碳反应，光合速率下降．在处理后的短时间内，叶绿体基质中RuBP的含量______．
（2）图2中在NaCl溶液处理前后，丙组光合速率基本不变，主要是由于______限制了光合作用．在处理后一段时间，甲乙两组的光合速率基本相同，是由于______限制了光合作用．在处理后，甲组的光饱和点将______（填“增大”、“不变”、“变小”）．
（3）据实验结果分析，在______（“强”或“弱”）光照下，植物对NaCl的耐受性更强．
正确答案
解：（1）图1中高浓度NaCl处理后，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过渗透作用失水，引起气孔开放度下降，导致CO2吸收量下降，影响暗反应，光合速率下降．CO2吸收量下降，RuBP合成C3减少，但原有的C3还在形成RuBP，所以叶绿体基质中RuBP的含量增加．
（2）丙组由于光照弱，光反应的产物少，光合作用受光反应的限制，所以NaCl溶液处理前后，光合速率基本不变．在处理后一段时间，失水，气孔开度下降，CO2浓度下降，暗反应弱，限制了光合作用，所以甲乙两组的光合速率基本相同．在处理后，由于光合速率下降，所以甲组的光饱和点将变小．
（3）据丙组，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强．
故答案为：
（1）渗透 CO2吸收量下降 增加
（2）光强度 CO2浓度 变小
（3）弱
解析
解：（1）图1中高浓度NaCl处理后，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过渗透作用失水，引起气孔开放度下降，导致CO2吸收量下降，影响暗反应，光合速率下降．CO2吸收量下降，RuBP合成C3减少，但原有的C3还在形成RuBP，所以叶绿体基质中RuBP的含量增加．
（2）丙组由于光照弱，光反应的产物少，光合作用受光反应的限制，所以NaCl溶液处理前后，光合速率基本不变．在处理后一段时间，失水，气孔开度下降，CO2浓度下降，暗反应弱，限制了光合作用，所以甲乙两组的光合速率基本相同．在处理后，由于光合速率下降，所以甲组的光饱和点将变小．
（3）据丙组，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强．
故答案为：
（1）渗透 CO2吸收量下降 增加
（2）光强度 CO2浓度 变小
（3）弱
（1）植物光合作用有关的酶分布在叶绿体的______．据图推测，该植物的光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度______（填“高”或“低”）．温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为______℃．
（2）该植物光反应的产物中，被暗反应利用的物质是______．假如上述实验是在缺Mg的条件下进行的，在其他条件相同的情况下，图中A点会向______（左或右）移动．
（3）图中B、D点时植物光合作用制造的用机物______（填“大于”、“小于”或“等于”）细胞呼吸消耗的有机物．将温度从20℃升高到25℃，C3的合成速率将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）某同学用菊花的嫩枝来进行植物组织培养，对菊花来说，一般选取______的侧枝来进行组织培养．不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在______℃，并且每天12h光照，光照的原因是______．
（5）植物组织培养所用的MS培养基和微生物培养所配制的培养基的主要区别是______．某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是______．
正确答案
解：（1）与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜（进行光反应）和基质（进行暗反应）上．分析题图可知，净光合作用强度随温度升高而升高更快，因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，在20℃植物净光合作用最强，此时细胞呼吸作用较弱，是获得最大经济效益的最适宜温度．
（2）光反应的物质变化为：2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在酶的催化下），被暗反应利用的物质是ATP、NADPH．镁元素是叶绿素的重要组成元素，在缺Mg条件下叶绿素合成不足，光补偿点会增大，A点会向右移动．
（3）B、D点均在横轴的上方，净光合速率均大于0，植物光合作用实际制造的有机物大于细胞呼吸消耗的有机物．将温度从20℃升高到25℃，从细胞外吸收的二氧化碳不变，而呼吸作用产生的二氧化碳增加，所以光合作用消耗的二氧化碳增加，则C3的合成速率将增加．
（4）因为生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养．不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在18-22℃．并且每天12h光照，诱导分化愈伤组织分化．
（5）植物组织培养所用的MS培养基和微生物培养所用的培养基的主要区别是MS培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素；在植物组织培养实验中，植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等都会影响实验结果．
故答案为：
（1）类囊体膜（或光合膜）和基质 高 20
（2）ATP、NADPH 右
（3）大于 增加
（4）生长旺盛 18-22 诱导分化
（5）MS培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素 细胞分裂素和生长素使用顺序不对（或两者浓度配比不对）
解析
解：（1）与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜（进行光反应）和基质（进行暗反应）上．分析题图可知，净光合作用强度随温度升高而升高更快，因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，在20℃植物净光合作用最强，此时细胞呼吸作用较弱，是获得最大经济效益的最适宜温度．
（2）光反应的物质变化为：2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在酶的催化下），被暗反应利用的物质是ATP、NADPH．镁元素是叶绿素的重要组成元素，在缺Mg条件下叶绿素合成不足，光补偿点会增大，A点会向右移动．
（3）B、D点均在横轴的上方，净光合速率均大于0，植物光合作用实际制造的有机物大于细胞呼吸消耗的有机物．将温度从20℃升高到25℃，从细胞外吸收的二氧化碳不变，而呼吸作用产生的二氧化碳增加，所以光合作用消耗的二氧化碳增加，则C3的合成速率将增加．
（4）因为生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养．不同植物对各种条件的要求往往不同，进行菊花组织培养一般将温度控制在18-22℃．并且每天12h光照，诱导分化愈伤组织分化．
（5）植物组织培养所用的MS培养基和微生物培养所用的培养基的主要区别是MS培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素；在植物组织培养实验中，植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等都会影响实验结果．
故答案为：
（1）类囊体膜（或光合膜）和基质 高 20
（2）ATP、NADPH 右
（3）大于 增加
（4）生长旺盛 18-22 诱导分化
（5）MS培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素 细胞分裂素和生长素使用顺序不对（或两者浓度配比不对）
注：适宜的光照、CO2浓度
（1）分析以上数据可知，影响光合作用的环境因素有______．
（2）实验中测定叶绿素含量时常使用______（试剂）提取色素，叶绿素中呈现蓝绿色的色素是______．
（3）据表可知，紫外线辐射可能通过______降低光合速率；C组平均光合速率明显高于对照组的原因一方面是______；另一方面是色素含量增加，使光反应速率也加快．
（4）番茄幼苗叶肉细胞中产生和利用O2的具体部位分别是______和______．图中55℃时，该细胞产生ATP的场所有______．
（5）20℃时，先将番茄幼苗放置在黑暗处1小时，然后再放在适宜的光照下1小时，则光照后与暗处理前幼苗的干重变化为______mg．
正确答案
解：（1）根据图表分析，影响光合作用的环境因素有紫外线、CO2浓度、温度．
（2）光合作用的色素常用无水乙醇提取，叶绿素中呈现蓝绿色的色素是叶绿素a，黄绿色的是叶绿素b．
（3）据表可知，紫外线辐射可能通过降低叶绿素含量降低光合速率． C组CO2浓度倍增，加快了暗反应的速率，同时色素含量增加，使光反应速率也加快，造成C组平均光合速率明显高于对照组．
（4）番茄幼苗叶肉细胞中产生氧气的部位是叶绿体的类囊体薄膜，利用氧气的部位是线粒体的内膜．图中55℃时，该细胞只有呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体．
（5）据图分析，20℃时，番茄幼苗的呼吸速率为2mg每小时，将番茄幼苗放置在黑暗处1小时，重量减少2mg，此温度下净光合速率为2mg每小时，所以再放在适宜的光照下1小时，重量增加2mg，故光照后与暗处理前幼苗的干重变化为0．
故答案为：
（1）紫外线、CO2浓度、温度
（2）无水乙醇 叶绿素a
（3）降低叶绿素含量 CO2浓度倍增，加快了暗反应的速率
（4）类囊体薄膜 线粒体内膜 细胞质基质、线粒体
（5）0
解析
解：（1）根据图表分析，影响光合作用的环境因素有紫外线、CO2浓度、温度．
（2）光合作用的色素常用无水乙醇提取，叶绿素中呈现蓝绿色的色素是叶绿素a，黄绿色的是叶绿素b．
（3）据表可知，紫外线辐射可能通过降低叶绿素含量降低光合速率． C组CO2浓度倍增，加快了暗反应的速率，同时色素含量增加，使光反应速率也加快，造成C组平均光合速率明显高于对照组．
（4）番茄幼苗叶肉细胞中产生氧气的部位是叶绿体的类囊体薄膜，利用氧气的部位是线粒体的内膜．图中55℃时，该细胞只有呼吸作用，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体．
（5）据图分析，20℃时，番茄幼苗的呼吸速率为2mg每小时，将番茄幼苗放置在黑暗处1小时，重量减少2mg，此温度下净光合速率为2mg每小时，所以再放在适宜的光照下1小时，重量增加2mg，故光照后与暗处理前幼苗的干重变化为0．
故答案为：
（1）紫外线、CO2浓度、温度
（2）无水乙醇 叶绿素a
（3）降低叶绿素含量 CO2浓度倍增，加快了暗反应的速率
（4）类囊体薄膜 线粒体内膜 细胞质基质、线粒体
（5）0
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