- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如下图表示外界二氧化碳浓度与植物光合作用强度的关系，甲、乙、丙代表三种不同的植物。图中净生产量=光合作用合成有机物的量-呼吸作用消耗有机物的量。下列叙述正确的是
[ ]
正确答案
（1）甲装置中的小鼠最终死亡，在其体内检测到某酸性物质的含量明显高于正常小鼠，该酸性物质是______，该物质产生的原因是______．
（2）曲线②中CD段绿色植物光合作用速率的变化趋势是逐渐______（上升/下降/不变）．
（3）曲线②和③分别达到D点和F点时气体相对含量不再改变，此时对应的乙装置和丙装置中的绿色植物光合作用速率与呼吸作用速率的关系为：乙中光合作用速率______呼吸作用速率，丙中光合作用速率______呼吸作用速率．
正确答案
解：（1）由于实验装置密封，小鼠的有氧呼吸不断消耗氧气，导致装置内的氧气浓度下降，小鼠的无氧呼吸强度加强，产生大量乳酸．
（2）曲线的斜率表示的是植物光合作用的速率，图2中CD段斜率逐渐下降，说明植物的光合速率逐渐下降．
（3）乙中光合作用速率等于呼吸作用速率，丙中由于有小鼠呼吸作用消耗氧气，所以丙中光合作用速率大于呼吸作用速率．
故答案为：
（1）乳酸 氧气浓度下降（小鼠无氧呼吸强度加强，产生大量乳酸）
（2）下降
（3）等于 大于
解析
解：（1）由于实验装置密封，小鼠的有氧呼吸不断消耗氧气，导致装置内的氧气浓度下降，小鼠的无氧呼吸强度加强，产生大量乳酸．
（2）曲线的斜率表示的是植物光合作用的速率，图2中CD段斜率逐渐下降，说明植物的光合速率逐渐下降．
（3）乙中光合作用速率等于呼吸作用速率，丙中由于有小鼠呼吸作用消耗氧气，所以丙中光合作用速率大于呼吸作用速率．
故答案为：
（1）乳酸 氧气浓度下降（小鼠无氧呼吸强度加强，产生大量乳酸）
（2）下降
（3）等于 大于
某植物A有一个很特殊的CO2同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，如图一所示，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图二所示．另一种植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题：
（1）白天，影响植物A光合作用强度的环境因素有______（至少填两项）．
（2）植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成C6H12O6的原因是______，白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有______和______．
（3）在上午10：00点时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量变化的差异分别是______和______．
（4）如果密闭装置内提供的是C18O2，那么在B植物细胞的______中可检测到含18O的有机物．培养一段时间后，18O的转移途径是______．高等植物细胞中合成淀粉酶及控制淀粉酶形成的物质存在的场所分别是______和______．
（5）植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的，推测植物A生活的环境最可能是______．（填“炎热干旱”或“温暖潮湿”）
（6）实验室探究光照强度对植物B生理代谢的影响时，测得相关代谢数据为：黑暗条件下，CO2释放量为0.4mol/cm2叶•小时；光饱和时的光照强度为2.5千勒克司；光照强度为3.0千勒克司时光合作用释放O2量是1.0mol/cm2叶•小时．当光照强度为2.5千勒克司时，B植物光合作用固定的CO2量是______（mol/cm2叶•小时）；如果光照强度不变，需要进一步提高光合速率，可采取的措施是______和______．
正确答案
解：（1）根据题意并结合图一二看出，白天时植物A的气孔是关闭的，植物利用的是夜间储存在液泡中的二氧化碳，因此白天空气中的二氧化碳浓度不是限制因素，其它因素包括光照强度、温度、含水量均是．
（2）夜晚时没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C6H12O6．白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用植物A进行光合作用，同时细胞有氧呼吸产生的CO2也能用于光合作用．
（3）由于A细胞的CO2是由细胞内部提供，故与环境中二氧化碳浓度无关，因此没有变化；而B细胞吸收的CO2减少，同时C3还被还原成C5和C6H12O6，因此细胞的叶绿体中C3含量减少．
（4）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．如果密闭装置内提供的是C18O2，那么在B植物细胞的叶绿体中可检测到含18O的有机物．培养一段时间后，18O的转移途径是：C18O2→C3→C6H1218O6．高等植物细胞中合成淀粉酶的场所是核糖体，控制淀粉酶形成的物质是淀粉酶基因，存在的场所是细胞核．
（5）由题意可知植物A夜晚气孔开放，白天气孔关闭，推测其生活环境的特点是可能是炎热，干旱．
（6）黑暗条件下，CO2释放量为0.4mol/（cm2叶•小时）表示呼吸作用速率；光饱和时的光照强度为2.5千勒克斯，光照强度为3.0千勒克斯时光合速率与2.5千勒克斯时相同，因此测得的光合作用释放O2量是1.0（mol/cm2叶•小时）可以表示光照强度为2.5千勒克斯时净光合速率．B植物光合作用固定的CO2量即为总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率=1.0+0.4=1.4（mol/cm2叶•小时）．如果光照强度不变，需要进一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳浓度和适当提高温度．
故答案为：
（1）温度、光照强度、水分等
（2）没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]苹果酸释放的 呼吸作用产生的
（3）基本不变 下降
（4）叶绿体 C18O2→C3→C6H1218O6 核糖体 细胞核
（5）炎热干旱
（6）1.4 增加二氧化碳浓度 适当提高温度
解析
解：（1）根据题意并结合图一二看出，白天时植物A的气孔是关闭的，植物利用的是夜间储存在液泡中的二氧化碳，因此白天空气中的二氧化碳浓度不是限制因素，其它因素包括光照强度、温度、含水量均是．
（2）夜晚时没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C6H12O6．白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用植物A进行光合作用，同时细胞有氧呼吸产生的CO2也能用于光合作用．
（3）由于A细胞的CO2是由细胞内部提供，故与环境中二氧化碳浓度无关，因此没有变化；而B细胞吸收的CO2减少，同时C3还被还原成C5和C6H12O6，因此细胞的叶绿体中C3含量减少．
（4）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．如果密闭装置内提供的是C18O2，那么在B植物细胞的叶绿体中可检测到含18O的有机物．培养一段时间后，18O的转移途径是：C18O2→C3→C6H1218O6．高等植物细胞中合成淀粉酶的场所是核糖体，控制淀粉酶形成的物质是淀粉酶基因，存在的场所是细胞核．
（5）由题意可知植物A夜晚气孔开放，白天气孔关闭，推测其生活环境的特点是可能是炎热，干旱．
（6）黑暗条件下，CO2释放量为0.4mol/（cm2叶•小时）表示呼吸作用速率；光饱和时的光照强度为2.5千勒克斯，光照强度为3.0千勒克斯时光合速率与2.5千勒克斯时相同，因此测得的光合作用释放O2量是1.0（mol/cm2叶•小时）可以表示光照强度为2.5千勒克斯时净光合速率．B植物光合作用固定的CO2量即为总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率=1.0+0.4=1.4（mol/cm2叶•小时）．如果光照强度不变，需要进一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳浓度和适当提高温度．
故答案为：
（1）温度、光照强度、水分等
（2）没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]苹果酸释放的 呼吸作用产生的
（3）基本不变 下降
（4）叶绿体 C18O2→C3→C6H1218O6 核糖体 细胞核
（5）炎热干旱
（6）1.4 增加二氧化碳浓度 适当提高温度
正确答案
解析
解：A、当E＜B时，此时的主要限制因素是光照强度，增大光合速率的主要措施是增大光照强度，A错误；
B、当B＜E＜C时，限制作物增产的主要因素是CO2浓度，B错误；
C、当E＞C时，随着光照的增强，光合速率有所下降，因此此时需适当遮光（适当减少光照强度），保证作物的最大光合速率，C错误；
D、如遇连阴天，温室需补光，选用红或蓝紫光源最有效，因为色素主要吸收这段波长的光，D正确．
故选：D．
科研人员在不同条件下测定发育良好的绿萝叶片光合速率变化情况，结果如图所示，请分析回答：
（1）图中a～b段限制叶片光合速率的主要环境因素是______和______．其他条件不变，若a点时的光照突然增强，短时间内叶绿体内C5含量将______（上升、下降）；b点叶绿体内C5的含量______（高于、低于）C3的含量．
（2）图中c～d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是______，净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是______．
（3）e点时，[H]在叶绿体中的生成场所是______，可用于______；线粒体内生成的[H]与______结合并释放出大量能量．
（4）经测定，晴天10：00遮光条件下绿萝的CO2释放速率为0.6μmol/m2•s，则g点时绿萝O2产生速率为______μmol/m2•s．
正确答案
解：（1）a-b段是在晴天条件下测得的数据，在这段时间内光照强度逐渐增强，温度因此也在不断提高，因此限制净光合速率的主要环境因素是光照强度和温度．其他条件不变，若a点时的光照突然增强，光反应产生的ATP和[H]突然增多，这将促进三碳化合物的还原，从而使叶绿体内C5含量将上升．b点时CO2吸收速率达到最高值，二氧化碳的固定作用最强，导致C5的含量有一定程度的下降．
（2）总体来看，c-d对应时段，CO2的吸收远大于释放的，因此，植物体内有机物总量是增加的．晴天情况下，净光合速率由e点急剧下降到f点，肯定是由于光照过强，温度过高，导致叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少．
（3）e点时，既进行光合作用，又进行呼吸作用．光合作用过程的光反应中水的光解产生了[H]，发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上，[H]可用于暗反应中还原C3．有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]在第三阶段与氧气结合生成水，并释放大量能量．
（4）遮光条件下不进行光合作用，测定的CO2释放速率为呼吸作用速率，而图中g点时CO2吸收速率（1μmol/m2•s）为此时的净光合作用速率，因此总光合作用速率=0.6+1=1.6μmol/m2•s，则O2产生速率也为1.6μmol/m2•s．
故答案为：（每空1分，共10分）
（1）光照强度 温度 上升 低于
（2）增加 叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少
（3）类囊体薄膜（基粒） 还原C3 O2
（4）1.6
解析
解：（1）a-b段是在晴天条件下测得的数据，在这段时间内光照强度逐渐增强，温度因此也在不断提高，因此限制净光合速率的主要环境因素是光照强度和温度．其他条件不变，若a点时的光照突然增强，光反应产生的ATP和[H]突然增多，这将促进三碳化合物的还原，从而使叶绿体内C5含量将上升．b点时CO2吸收速率达到最高值，二氧化碳的固定作用最强，导致C5的含量有一定程度的下降．
（2）总体来看，c-d对应时段，CO2的吸收远大于释放的，因此，植物体内有机物总量是增加的．晴天情况下，净光合速率由e点急剧下降到f点，肯定是由于光照过强，温度过高，导致叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少．
（3）e点时，既进行光合作用，又进行呼吸作用．光合作用过程的光反应中水的光解产生了[H]，发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上，[H]可用于暗反应中还原C3．有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]在第三阶段与氧气结合生成水，并释放大量能量．
（4）遮光条件下不进行光合作用，测定的CO2释放速率为呼吸作用速率，而图中g点时CO2吸收速率（1μmol/m2•s）为此时的净光合作用速率，因此总光合作用速率=0.6+1=1.6μmol/m2•s，则O2产生速率也为1.6μmol/m2•s．
故答案为：（每空1分，共10分）
（1）光照强度 温度 上升 低于
（2）增加 叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少
（3）类囊体薄膜（基粒） 还原C3 O2
（4）1.6
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