- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如图中，图甲为测定光合作用速度的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示：
（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置．实验时，试管内变化的气体是______．
（2）若此时图1植物光照强度为15千勒克司，则1小时光合作用产生的气体量为______毫升．若此时植物叶片的呼吸熵（CO2/O2）为0.8（呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值）那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，植物还需从外界吸收CO2______毫升．
（3）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应没置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是______．如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了5毫升，其原因是______．
（4）如果将试管中的CO2缓冲液改为无菌水，则实验测得的数据指标是______ 值．该方法测得的实验数据不能较准确说明光合作用速率变化，原因是______．
正确答案
解：（1）二氧化碳缓冲液可以维持试管中二氧化碳量的恒定，因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化．
（2）由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．植物呼吸作用消耗50ml氧气，根据呼吸商0.8，植物呼吸作用释放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以植物还需从外界吸收二氧化碳160ml．
（3）为了使实验结果更具说服力，本实验还可用一枚消毒的死叶片进行对照；以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（4）如果将试管中的C02缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．由于是密闭容器，并且光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不足或光合作用吸收和产生的气体量相等，并且氧气的变化量与呼吸强度相关．
故答案为：
（1）氧气
（2）200 160
（3）新鲜叶片改为经消毒的死叶片 环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（4）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差 光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不够或光合作用吸收和产生的气体量相等，变化量与呼吸强度相关．
解析
解：（1）二氧化碳缓冲液可以维持试管中二氧化碳量的恒定，因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化．
（2）由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．植物呼吸作用消耗50ml氧气，根据呼吸商0.8，植物呼吸作用释放40ml二氧化碳，而一共需要200ml二氧化碳，所以植物还需从外界吸收二氧化碳160ml．
（3）为了使实验结果更具说服力，本实验还可用一枚消毒的死叶片进行对照；以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（4）如果将试管中的C02缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是释放的二氧化碳与吸收氧气量的差值．由于是密闭容器，并且光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不足或光合作用吸收和产生的气体量相等，并且氧气的变化量与呼吸强度相关．
故答案为：
（1）氧气
（2）200 160
（3）新鲜叶片改为经消毒的死叶片 环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响
（4）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差 光合作用强度大于呼吸作用，使光合作用所需二氧化碳不够或光合作用吸收和产生的气体量相等，变化量与呼吸强度相关．
将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示．请回答下列问题：
（1）图二中的b点对应于图一中的______点，导致图二曲线在b点上升的原因是______．
（2）图一中的C点对应于图二中的______点，其生理含义是______．
（3）到达图二中______点时，植物体积累的有机物最多．i点时植物的生理状态是______．
（4）经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会______．（填“增加”、“减少”或“不变”）
正确答案
解：（1）图二中的b点为凌晨，此时植物只进行呼吸作用，凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱，因此b点二氧化碳释放量减少，可对应于图一中的B点．
（2）图一中的C点时，玻璃钟罩内CO2浓度达到平衡点，表明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，对应于图二中的d点．
（3）图二中，d、h两点光合速率等于呼吸作用强度，横轴以上表示光合作用大于呼吸作用，横轴以下光合作用小于呼吸作用，因此图二中h点时，植物体积累的有机物最多．图二中，i点处于夜间，此时二氧化碳释放量不再变化，表明此时只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（4）图甲中比较A点和G点，G点的二氧化碳浓度低于A点，说明一昼夜二氧化碳净吸收用于合成有机物，因此植物体的有机物含量会增加．
故答案为：
（1）B 凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱
（2）d 光合速率等于呼吸速率
（3）h 光合作用停止
（4）增加
解析
解：（1）图二中的b点为凌晨，此时植物只进行呼吸作用，凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱，因此b点二氧化碳释放量减少，可对应于图一中的B点．
（2）图一中的C点时，玻璃钟罩内CO2浓度达到平衡点，表明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，对应于图二中的d点．
（3）图二中，d、h两点光合速率等于呼吸作用强度，横轴以上表示光合作用大于呼吸作用，横轴以下光合作用小于呼吸作用，因此图二中h点时，植物体积累的有机物最多．图二中，i点处于夜间，此时二氧化碳释放量不再变化，表明此时只进行呼吸作用，不进行光合作用．
（4）图甲中比较A点和G点，G点的二氧化碳浓度低于A点，说明一昼夜二氧化碳净吸收用于合成有机物，因此植物体的有机物含量会增加．
故答案为：
（1）B 凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱
（2）d 光合速率等于呼吸速率
（3）h 光合作用停止
（4）增加
辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一．图1是辣椒植株光合作用示意图，图2是将辣椒植株置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15℃、25℃和35℃下，改变光照强度，测定的CO2吸收速率，请据图分析：
（1）图1中乙是______，若停止甲的供应，一段时间后氧气的产生速率将会______（填“增大”、“减小”或“基本不变”）．
（2）①图2 中A点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是______．当光照强度大于8时，25℃与15℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，结果应为M1______M2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②35℃条件下，如果光照强度为2时，白天光照12小时，植物______（能或不能）正常生长．
（3）辣椒生长过程中需水需肥量很大．为达到节肥节水的目的，有人研究了轻度干旱条件下保水剂与尿素（氮肥）结合对辣椒植株光合作用的影响．实验所用土壤的含水量为田间土壤含水量的75～85%．预实验结果如图．请回答：
①实验结果显示，在相同的氮肥条件下，添加保水剂后辣椒植株的光合作用强度增大．可能的原因是：轻度干旱条件下，保水剂使辣椒在生长发育过程中吸收充足的水分．水分进入植物体后可参与______等生理过程．
②在预实验中，每12kg土壤施______g尿素结合使用保水剂最有利于辣椒植株光合作用．若要进一步探究该条件下尿素的最适施用量，还应增设更精细的实验组，从图中数据判断，尿素的施用量取值范围应设在______g/12kg土壤．
正确答案
解：（1）图1中甲代表二氧化碳，乙代表ATP和[H]，丙代表ADP．若停止二氧化碳的供应，则C3化合物的含量将减少，[H]和ATP的将积累，因此光反应受到抑制，氧气的生成量减少．
（2）图2中A点无光照，细胞产生ATP场所即呼吸作用场所，只有线粒体和细胞质基质；25℃与l5℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，25℃呼吸消耗有机物多，15度呼吸消耗有机物少，而两温度下，净光合作用量相同，所以M1大于M2.35℃条件下，如果光照强度为2时，光合作用积累有机物约等于1，少于呼吸作用消耗的2，所以该植光照12小时，黑暗12小时，植物不能正常生长．
（3）水分在植物体内可参与光合作用、光反应、物质运输、蒸腾作用等过程．每12kg土壤施5.4g尿素结合使用保水剂时，辣椒的净光合速率最大，因此最有利于辣椒植株光合作用．若要进一步探究该条件下尿素的最适施用量，应根据表格中浓度缩小范围，增设更精细的实验组，因此尿素的施用量取值范围应设在3.6--7.2g/12kg土壤．
故答案为：
（1）ATP和[H]减小
（2）①线粒体 细胞质基质＞②不能
（3）①光合作用、光反应、物质运输、蒸腾作用等（答出任一过程即可）②5.4 3.6--7.2（2分）
解析
解：（1）图1中甲代表二氧化碳，乙代表ATP和[H]，丙代表ADP．若停止二氧化碳的供应，则C3化合物的含量将减少，[H]和ATP的将积累，因此光反应受到抑制，氧气的生成量减少．
（2）图2中A点无光照，细胞产生ATP场所即呼吸作用场所，只有线粒体和细胞质基质；25℃与l5℃条件下有机物的合成速率分别为M1、M2，25℃呼吸消耗有机物多，15度呼吸消耗有机物少，而两温度下，净光合作用量相同，所以M1大于M2.35℃条件下，如果光照强度为2时，光合作用积累有机物约等于1，少于呼吸作用消耗的2，所以该植光照12小时，黑暗12小时，植物不能正常生长．
（3）水分在植物体内可参与光合作用、光反应、物质运输、蒸腾作用等过程．每12kg土壤施5.4g尿素结合使用保水剂时，辣椒的净光合速率最大，因此最有利于辣椒植株光合作用．若要进一步探究该条件下尿素的最适施用量，应根据表格中浓度缩小范围，增设更精细的实验组，因此尿素的施用量取值范围应设在3.6--7.2g/12kg土壤．
故答案为：
（1）ATP和[H]减小
（2）①线粒体 细胞质基质＞②不能
（3）①光合作用、光反应、物质运输、蒸腾作用等（答出任一过程即可）②5.4 3.6--7.2（2分）
红掌是半阴生高等植物，如图1表示夏季时红掌在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，请分析回答相关问题．
（1）适当遮光，叶绿素 含量会增加，叶片对______光的吸收能力显著增强．
（2）a～b段叶肉细胞内能生成[H]的场所有______；c～d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是______．
（3）M点时，对红掌体内所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量______（填“大于”“等于”或“小”）细胞呼吸产生的CO2量．
（4）30%遮光处理避免了强光照和过高温度对植株的不利影响，与曲线II相比，曲线I未明显出现“午休”现象的原因是______．
（5）6：30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率的变化情况基本不变，原因是______．
（6）图2表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程（图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物）．过程①的能量变化是______．凌晨3：00时，①②③④四种生理过程中，植物能完成的有______．
正确答案
解：（1）叶绿体主要吸收红光和蓝紫光．
（2）a～b段叶肉细胞中同时进行光合作用和呼吸作用，产生[H]的过程有光反应阶段和有氧呼吸第一阶段和第二阶段，场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体；c～d对应时段净光合速率为正值，所以此段有机物总量增加．
（3）由图可知，M点是光的补偿点，光合作用的细胞吸收的CO2=（光合作用+非光合作用）的呼吸释放的CO2．所以光合作用的细胞吸收CO2大于自己释放的CO2．
（4）分析曲线可知，不同的遮光对红掌的光合速率的影响不同．遮光30%情况下（起降温增湿作用），植物气孔一般不关闭，叶片对红光和蓝紫光的吸收能力显著增强．不遮光，红掌“午休”原因是强光照和过高温度对红掌的不利影响．
（5）6：30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率的变化情况基本不变，原因光照强度较弱．
（6）图2表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程，过程①（呼吸作用的第一阶段）的能量变化是糖类中的化学能转化为ATP中的化学能和热能；凌晨3：00时，只能进行呼吸作作用，所以①②③④四种生理过程中，植物能完成的有：①代表呼吸作用的第一阶段、②代表呼吸作用的第二和第三阶段．
故答案为：
（1）红光和蓝紫光
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体 增加
（3）大于
（4）遮光30%情况下，起降温增湿作用，植物气孔一般不关闭
（5）6：30左右限制光合速率的主要因素是光照强度
（6）糖类中的化学能转化为ATP中的化学能和热能 ①②
解析
解：（1）叶绿体主要吸收红光和蓝紫光．
（2）a～b段叶肉细胞中同时进行光合作用和呼吸作用，产生[H]的过程有光反应阶段和有氧呼吸第一阶段和第二阶段，场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体；c～d对应时段净光合速率为正值，所以此段有机物总量增加．
（3）由图可知，M点是光的补偿点，光合作用的细胞吸收的CO2=（光合作用+非光合作用）的呼吸释放的CO2．所以光合作用的细胞吸收CO2大于自己释放的CO2．
（4）分析曲线可知，不同的遮光对红掌的光合速率的影响不同．遮光30%情况下（起降温增湿作用），植物气孔一般不关闭，叶片对红光和蓝紫光的吸收能力显著增强．不遮光，红掌“午休”原因是强光照和过高温度对红掌的不利影响．
（5）6：30左右，在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度，光合速率的变化情况基本不变，原因光照强度较弱．
（6）图2表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程，过程①（呼吸作用的第一阶段）的能量变化是糖类中的化学能转化为ATP中的化学能和热能；凌晨3：00时，只能进行呼吸作作用，所以①②③④四种生理过程中，植物能完成的有：①代表呼吸作用的第一阶段、②代表呼吸作用的第二和第三阶段．
故答案为：
（1）红光和蓝紫光
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体 增加
（3）大于
（4）遮光30%情况下，起降温增湿作用，植物气孔一般不关闭
（5）6：30左右限制光合速率的主要因素是光照强度
（6）糖类中的化学能转化为ATP中的化学能和热能 ①②
油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用．
（1）油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是______．光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子．种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨（穿）膜运输方式是______．
（2）图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化．分析可知，第24天的果实总光合速率______（填“大于”或“小于”）第12天的果实总光合速率．第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而______（填色素名称）的含量基本不变．叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的______和______减少，光合速率降低．
（3）图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化．第36天，种子内含量最高的有机物可用______染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由______转化而来．
正确答案
解：（1）油菜果皮细胞含有叶绿体，能够通过光合作用固定二氧化碳．蔗糖属于二糖，种子细胞吸收蔗糖的方式属于主动运输．
（2）第12天的果实总光合速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=3.5+6=9.5，第24天的果实总光合速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=2+6.5=8.5，故第24天的果实总光合速率小于第12天的果实总光合速率．第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素的含量基本不变．叶绿素减少，导致光反应减弱，生成的【H】和ATP减少导致暗反应减弱，光合速率降低．
（3）据图乙分析，第36天，种子内含量最高的有机物是脂肪，可以用苏丹III或苏丹IV染液检测呈黄色或红色． 据图分析，在种子发育过程中该有机物由可溶性糖和淀粉转化而来．
故答案为：
（1）叶绿体 主动运输
（2）小于 类胡萝卜素【H】ATP
（3）苏丹III或苏丹IV 可溶性糖和淀粉
解析
解：（1）油菜果皮细胞含有叶绿体，能够通过光合作用固定二氧化碳．蔗糖属于二糖，种子细胞吸收蔗糖的方式属于主动运输．
（2）第12天的果实总光合速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=3.5+6=9.5，第24天的果实总光合速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=2+6.5=8.5，故第24天的果实总光合速率小于第12天的果实总光合速率．第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素的含量基本不变．叶绿素减少，导致光反应减弱，生成的【H】和ATP减少导致暗反应减弱，光合速率降低．
（3）据图乙分析，第36天，种子内含量最高的有机物是脂肪，可以用苏丹III或苏丹IV染液检测呈黄色或红色． 据图分析，在种子发育过程中该有机物由可溶性糖和淀粉转化而来．
故答案为：
（1）叶绿体 主动运输
（2）小于 类胡萝卜素【H】ATP
（3）苏丹III或苏丹IV 可溶性糖和淀粉
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