- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化．图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系．有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图甲中：光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于呼吸作用速率，A错误；
B、光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2，B正确；
C、图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C错误；
D、限制c点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等，而限制a、b点光合作用速率的因素主要是光照强度，D错误．
故选：B．
据图回答下列问题：
（1）图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片（叶片的表皮细胞无叶绿体）和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示．图丙为叶肉细胞中有关细胞的结构模式图．植物叶片的呼吸速率不变
①标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的______（左侧、右侧或不变）位置处．
②在图乙中，光照强度为2.5千勒克斯时，叶肉细胞的光合作用强度______（“大于”或“小于”或“等于”）其呼吸作用强度；光照强度为15千勒克斯时，植物1小时光合作用产生的气体量为______毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）．
（2）丙图表示某植物的部分细胞结构和相关代谢情况，a～f代表O2或CO2，丁图表示温度对该植物光合作用与呼吸作用的影响（以测定的CO2吸收量与CO2释放量为指标）请据图回答下列问题：
①丙图中可表示O2的字母是______，图中c______（可以，不可以）表示葡萄糖的去向．
②丁图中在5℃时光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的______倍．
正确答案
解：（1）①观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，呼吸作用强度大于光合作用强度，因此试管中氧气量不断减少，即试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，偏在初始位置的左侧．
②在图乙中，光照强度为2.5千勒克斯时，叶肉细胞的光合作用强度等于其呼吸作用强度．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．
（2）①由于线粒体有氧呼吸消耗氧气，叶绿体光合作用产生氧气，因此丙图中可表示O2的字母是a、c、f．图中c不可以表示葡萄糖的去向，因为葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸，再进入线粒体继续分解．
②丁图中在5℃时光照下二氧化碳的吸收量为1.0，呼吸作用释放的二氧化碳为0.5，由于实线表示的是净光合速率，因此总光合速率=净光合速率+呼吸速率=1.5，因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的3倍．
故答案为：
（1）①左侧
②等于 200
（2）①a、c、f 不可以
②3
解析
解：（1）①观察乙图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，呼吸作用强度大于光合作用强度，因此试管中氧气量不断减少，即试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，偏在初始位置的左侧．
②在图乙中，光照强度为2.5千勒克斯时，叶肉细胞的光合作用强度等于其呼吸作用强度．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．
（2）①由于线粒体有氧呼吸消耗氧气，叶绿体光合作用产生氧气，因此丙图中可表示O2的字母是a、c、f．图中c不可以表示葡萄糖的去向，因为葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸，再进入线粒体继续分解．
②丁图中在5℃时光照下二氧化碳的吸收量为1.0，呼吸作用释放的二氧化碳为0.5，由于实线表示的是净光合速率，因此总光合速率=净光合速率+呼吸速率=1.5，因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的3倍．
故答案为：
（1）①左侧
②等于 200
（2）①a、c、f 不可以
②3
根据实验结果绘制成的曲线如图所示．从实验可知，对光合作用速率限制的因素正确的是（ ）
正确答案
解析
解：从实验设置看出，实验1和实验2仅温度不同，而实验2更快达到光饱和点，说明温度是实验2的主要限制因素．
实验3和实验4虽然温度不同，但是两条曲线重合，说明温度不是主要限制因素；而实验4与实验比较，二氧化碳浓度不同，图中看出实验2的光饱和点高于实验4，因此限制实验4的光合速率的主要因素是0.03%CO2．
曲线中看出，P点四条曲线均重合，说明不同温度和不同二氧化碳浓度对光合速率影响不大，而随着光强度的升高光合速率升高，因此对P点的光合作用速率限制的因素时光强度．
故选：D．
某科研小组在一个大棚中以某桃树为实验材料，探究不同光照强度对叶片的光合作用影响，得到的变化曲线如图所示，CK组为自然光照（相对透光率为100%）；T1组：一层黑色遮阳网（相对透光率为30.0%）；T2组：两层黑色遮阳网（相对透光率为10.5%）．实验期间分别于1 1时和1 5时打开和关闭通风口．此外，用同样实验方法处理该桃树和某种栎树，获得有关数据如表
（1）由表中数据分析可知，______更适应弱光环境．除了测定上述相关数据外，还可以通过检测植物细胞中的______含量作为该品种是否为耐弱光品种的指标．
A．C5化合物的含量 B．光合色素的含量
C．ATP、NADPH的含量 D．光合作用相关酶的含量
（2）当光强大于29.7μmol•m-2•s-1，桃树叶肉细胞中产生的O2去向为______．（多选）
A．自身细胞的线粒体 B．从气孔扩散到外界 C．临近的叶肉细胞 D．表皮细胞
（3）Rubisco酶是植物光合作用过程中一个关键酶，它所催化的反应是无机碳进入生物群落的主要途径，由此可知它应存在的场所是______，它参与催化的反应是______．
（4）上述图实验中通过改变______来设置不同的弱光环境．
图18中10时到11时的时间段内，限制各组光合速率的主要因素是______．
A．光照强度 B．CO2浓度 C．温度 D．水和无机盐
（5）在8时-10时的实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶绿体中C3化合物含量______．
（6）CK、T1、T2各组光合速率分别于1 2时、1 3时、1 4时的变化是______．产生这种变化的最可能原因是______．
正确答案
解：（1）据表分析，桃树与栎树相比，在弱光下更易达到光饱和点，所以桃树更适应弱光环境．由于光照可以影响光合作用的色素的含量，所以还可以通过检测植物细胞中的光合作用的色素的含量作为该品种是否为耐弱光品种的指标，故选：B．
（2）当光强大于29.7μmol•m-2•s-1，桃树叶肉细胞中的光合作用大于呼吸作用，所以叶肉细胞中产生的O2去向为自身细胞的线粒体、释放到细胞外和扩散到表皮细胞用于其呼吸作用，故选ABD．
（3）无机碳元素是以二氧化碳的形式通过光合作用进入生物圈的，二氧化碳主要参与光合作用的暗反应，所以该酶应该存在于叶绿体基质，参与二氧化碳的固定过程．
（4）根据题意，该实验的自变量为光照强度，应该通过大棚覆盖的塑料薄膜为无色及改变黑色遮阳网的层数来设置不同的弱光环境．图中10时到11时的时间段内，二氧化碳浓度急剧减少，是选择光合作用的主要因素，故选B．
（5）在8时-10时的实验过程中，若去除遮光物，光反应加快，[H]和ATP生成增多，三碳化合物还原加快，短时间内其来源不变，最终导致叶绿体中C3化合物含量下降．
（6）据图分析，CK、T1、T2各组光合速率分别于1 2时、1 3时、1 4时都下降，原因可能是大棚内温度升高，引起气孔关闭（气孔导度下降），胞间CO2浓度低，使光合速率下降．
故答案为：
（1）桃树 B
（2）ABD
（3）叶绿体基质 二氧化碳的固定
（4）黑色遮阳网的层数 B
（5）减少
（6）均下降 大棚内温度升高，引起气孔关闭（气孔导度下降），胞间CO2浓度低，使光合速率下降
解析
解：（1）据表分析，桃树与栎树相比，在弱光下更易达到光饱和点，所以桃树更适应弱光环境．由于光照可以影响光合作用的色素的含量，所以还可以通过检测植物细胞中的光合作用的色素的含量作为该品种是否为耐弱光品种的指标，故选：B．
（2）当光强大于29.7μmol•m-2•s-1，桃树叶肉细胞中的光合作用大于呼吸作用，所以叶肉细胞中产生的O2去向为自身细胞的线粒体、释放到细胞外和扩散到表皮细胞用于其呼吸作用，故选ABD．
（3）无机碳元素是以二氧化碳的形式通过光合作用进入生物圈的，二氧化碳主要参与光合作用的暗反应，所以该酶应该存在于叶绿体基质，参与二氧化碳的固定过程．
（4）根据题意，该实验的自变量为光照强度，应该通过大棚覆盖的塑料薄膜为无色及改变黑色遮阳网的层数来设置不同的弱光环境．图中10时到11时的时间段内，二氧化碳浓度急剧减少，是选择光合作用的主要因素，故选B．
（5）在8时-10时的实验过程中，若去除遮光物，光反应加快，[H]和ATP生成增多，三碳化合物还原加快，短时间内其来源不变，最终导致叶绿体中C3化合物含量下降．
（6）据图分析，CK、T1、T2各组光合速率分别于1 2时、1 3时、1 4时都下降，原因可能是大棚内温度升高，引起气孔关闭（气孔导度下降），胞间CO2浓度低，使光合速率下降．
故答案为：
（1）桃树 B
（2）ABD
（3）叶绿体基质 二氧化碳的固定
（4）黑色遮阳网的层数 B
（5）减少
（6）均下降 大棚内温度升高，引起气孔关闭（气孔导度下降），胞间CO2浓度低，使光合速率下降
某科研人员将6个培养瓶（培养液中含某种单细胞绿藻）分别悬吊于湖中同一地点的6个不同深度：0m（水面）、2m、4m、6m、8m、10m．培养瓶中绿藻细胞的最初密度是5000个/100mL水，一周后，各培养瓶中的绿藻细胞密度变化如图所示：
（1）请根据图示，描述该曲线显示的实验结果______．
（2）假如培养瓶的悬吊深度是5m，则绿藻细胞的密度是______个/mL水．
（3）当水深到______m时，绿藻细胞总数不会增多．假如绿藻细胞持续悬吊在上述的深度之下，绿藻活细胞的数量将______，原因是______．
（4）你认为导致各样本中绿藻细胞密度不同的环境因素最可能是______，该因素是如何影响绿藻细胞的密度？______．
正确答案
解：（1）有图可知，随着悬吊深度的增加，绿藻细胞的密度下降；
（2）深度是5m，对应的纵坐标为11，绿藻细胞的密度是1000个/100mL×11=11000个/100mL=110个/mL水．
（3）培养瓶中绿藻细胞的最初密度是5000个/100mL水，对应的纵坐标为5，横坐标为8．这时绿藻细胞总数不会增多，说明光合作用速率等于呼吸速率，假如绿藻细胞持续悬吊在上述的深度之下，绿藻的光合作用速率小于呼吸作用速率，绿藻活细胞的数量将会减少；
（4）随着悬吊深度的增加，光照减弱，温度降低．光照强度随着水深度的增加而减弱，光合作用速率也随之下降，温度随着深度的增加而下降，酶活性也随之下降．
故答案为：
（1）随着悬吊深度的增加，绿藻细胞的密度下降
（2）110（或110左右的数值范围）
（3）8 减少 在8m深水下，绿藻的光合作用速率小于呼吸作用速率，养料贮存耗尽后绿藻细胞就会死亡
（4）光照强度（或温度） 光照强度随着水深度的增加而减弱，光合作用速率也随之下降（或温度随着深度的增加而下降，酶活性也随之下降）
解析
解：（1）有图可知，随着悬吊深度的增加，绿藻细胞的密度下降；
（2）深度是5m，对应的纵坐标为11，绿藻细胞的密度是1000个/100mL×11=11000个/100mL=110个/mL水．
（3）培养瓶中绿藻细胞的最初密度是5000个/100mL水，对应的纵坐标为5，横坐标为8．这时绿藻细胞总数不会增多，说明光合作用速率等于呼吸速率，假如绿藻细胞持续悬吊在上述的深度之下，绿藻的光合作用速率小于呼吸作用速率，绿藻活细胞的数量将会减少；
（4）随着悬吊深度的增加，光照减弱，温度降低．光照强度随着水深度的增加而减弱，光合作用速率也随之下降，温度随着深度的增加而下降，酶活性也随之下降．
故答案为：
（1）随着悬吊深度的增加，绿藻细胞的密度下降
（2）110（或110左右的数值范围）
（3）8 减少 在8m深水下，绿藻的光合作用速率小于呼吸作用速率，养料贮存耗尽后绿藻细胞就会死亡
（4）光照强度（或温度） 光照强度随着水深度的增加而减弱，光合作用速率也随之下降（或温度随着深度的增加而下降，酶活性也随之下降）
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