- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
回答有关光合作用的问题．
绿萝属于半阴生蔓藤植物，喜湿润环境．科研人员在不同条件下测定发育良好的绿萝叶片净光合速率变化情况，结果如图2甲所示．
（1）限制图1中a-b段叶片净光合速率的主要环境因素是______，图2甲中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______．
（2）图1中f点时叶肉细胞内生成H+场所有．为进一步研究绿萝的光合作用速率，有人设计了如下装置．请分析并回答．
（3）若要测量绿萝的总光合作用速率，应该对实验装置作怎样处理______．绿萝的总光合作用速率可以用______表示．
（4）下表是实验30分钟后获得的数据，记录了甲装置红墨水滴移动情况，补充完善表格内容．
（5）假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g．那么该植物的细胞呼吸速率（分解葡萄糖速率）是______ g/h．白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是______g．（不考虑昼夜温差影响）
正确答案
解：（1）a-b段是在阴天条件下测得的数据，因此限制净光合速率的主要环境因素是光照强度．总体来看，c-d对应时段合成的有机物远多于消耗的有机物，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，原因是气温太高，叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少．
（2）图甲中f点时，有较强光照，能进行光反应，故生成H+场所有叶绿体，又由于能进行呼吸作用，故生成H+场所还有细胞质基质、线粒体．
（3）若要测量绿萝的总光合作用速率，应先测定呼吸作用速率，故将甲乙装置遮光，测定每小时呼吸作用消耗的氧气量，然后再和光下测得的数值进行综合计算，就可以计算出总光合作用速率．
（4）测定植物细胞呼吸时，植物吸收氧气，产生二氧化碳（被NaOH吸收），因此体积减小，液滴左移．测定净光合作用时，植物在光下产生氧气，使容器体积增大，液滴右移．
（5）综合甲乙两装置可知，半小时内呼吸消耗2g，则一小时消耗4g．白天光照下半小时内积累8g，则15小时积累120g，晚上9小时消耗36g，故一昼夜葡萄糖的积累120g-36g=84g．
故答案：（1）光照强度 增加 叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）将甲乙装置遮光，测定每小时呼吸作用消耗的氧气量 每小时呼吸消耗的氧气量+光合作用释放飞氧气量
（4）左 右
（5）4 84
解析
解：（1）a-b段是在阴天条件下测得的数据，因此限制净光合速率的主要环境因素是光照强度．总体来看，c-d对应时段合成的有机物远多于消耗的有机物，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，原因是气温太高，叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少．
（2）图甲中f点时，有较强光照，能进行光反应，故生成H+场所有叶绿体，又由于能进行呼吸作用，故生成H+场所还有细胞质基质、线粒体．
（3）若要测量绿萝的总光合作用速率，应先测定呼吸作用速率，故将甲乙装置遮光，测定每小时呼吸作用消耗的氧气量，然后再和光下测得的数值进行综合计算，就可以计算出总光合作用速率．
（4）测定植物细胞呼吸时，植物吸收氧气，产生二氧化碳（被NaOH吸收），因此体积减小，液滴左移．测定净光合作用时，植物在光下产生氧气，使容器体积增大，液滴右移．
（5）综合甲乙两装置可知，半小时内呼吸消耗2g，则一小时消耗4g．白天光照下半小时内积累8g，则15小时积累120g，晚上9小时消耗36g，故一昼夜葡萄糖的积累120g-36g=84g．
故答案：（1）光照强度 增加 叶片的气孔关闭，CO2吸收量减少
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）将甲乙装置遮光，测定每小时呼吸作用消耗的氧气量 每小时呼吸消耗的氧气量+光合作用释放飞氧气量
（4）左 右
（5）4 84
已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图甲为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，乙为叶片的光合作用强度与植物周围空气中二氧化碳含量的关系，CE段是增大了光照强度后测得的曲线，下列叙述中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图甲中A点时，叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体；当植物缺镁时，叶绿素含量减少，光合速率下降，B点将向右移动，A错误；
B、把植物从25℃的环境中转移到30℃的环境中时，呼吸酶的活性增高，植物呼吸速率加快，因此A点要上移；B点时光合速率等于呼吸速率，当呼吸速率加快时，B点要右移；由于30℃超过了植物光合作用的最适温度，所以植物整体代谢变慢，D点也不会再下移，应当适当往左以及往上移，B错误；
C、CE段是增大了光照强度后，光合速率有所增加，说明BC段的限制因素主要是光照强度，C错误；
D、C点增大光照强度后，光合速率有所增加，但到DE段光合速率不再增加，说明在E点后再次增大光照强度，光合速率可能不再增加，曲线有可能为EG，D正确．
故选：D．
在春末晴朗白天，重庆某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光合作用强度与呼吸作用强度之差），结果见图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）
（1）在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C3与C5化和物相对含量较高的是______（C3或C5）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较______（深或浅）
（2）曲线b 的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是______（光照强度、环境温度、空气中CO2含量）．曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的______用于CO2还原；若在棚内利用豆科植物做绿肥，可明显增加土壤中______元素的含量，主要促进植株体内______和______等生物大分子的合成．
（3）6～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内______较高．
正确答案
C5
深
光照强度、空气中CO2含量
ATP、NADPH（[H]）
氮（N）
蛋白质
核酸
温度
解析
解：（1）在曲线a中，与11时相比，13时处于正午太阳光强，为减少水分的散失，气孔关闭CO2进入量减少，光合作用减弱即实际光合作用强度与呼吸作用强度之差变小（不考虑温度对呼吸作用和光合作用的影晌），CO2含量减少影响了光合作用的暗反应（减弱），CO2减少消耗的C5少，因此形成C3少，而光反应产生ATP和[H]并没有少（光反应继续进行），所以不断地消耗C3形成C5，因而植株叶绿体内C3与C5化合物相对含量较高的是C5．而在13时植株上部成熟叶片净光合作用的累积量（淀粉）比11时多，13时所取叶片用碘蒸气处理叶片显色深．
（2）曲线b的峰值低于曲线a，b全天盖膜，a全天不盖膜，所以膜内（棚内）空气不流动，CO2光合消耗的大于呼吸产生的，即小于外界空气中CO2的含量影响了暗反应，同时棚内光照强度减弱影响光反应，而温度的改变对光合作用的影响不大．曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP、NADPH （[H]）用于CO2还原．在棚内利用豆料植物做绿肥，豆料植物可利用根瘤菌固氮，所以可明显增加土壤中氮（N）元素的含量，生物大分子中含氮元素的是蛋白质和核酸．
（3）6～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，即光合作用强，主要原因是此时段棚内温度较高．
故答案为：
（1）C5 深
（2）光照强度、空气中CO2含量 ATP、NADPH（[H]） 氮（N） 蛋白质 核酸
（3）温度
在一个密封的容器中，放置一株绿色植物，将这个装置放在黑暗处1h，在恒定温度、标准大气压下，测得容器中的二氧化碳增加了22.4mL．再将装置放在充足光照条件下1h，同样条件下，测得二氧化碳减少了56mL．请回答：
（1）这株植物在光下1h，通过光合作用总共合成葡萄糖______g．
（2）这株植物在光下1h，能够积累有机物______g．
（3）假设一昼夜中，有10h的充分光照，其余时间处于完全黑暗中，而全天温度不变，这株植物能积累______g有机物．
正确答案
0.105
0.075
0.33
解析
解：（1）在光下1h，容器中CO2减少量为56ml，即为2.5mmol，该值表示植物净光合作用量，在黑暗处1h，容器中CO2增加量为22.4ml，即为1mmol，该值表示植物呼吸作用量，植物在充分光照下1小时总共消耗的CO2量为2.5+1=3.5mmol，如果这株植物在充分光照下1小时制造的有机物都是葡萄糖，根据光合作用反应式，6CO2～1葡萄糖，制造的葡萄糖=3.5mmol÷6=
（2）在25℃条件下，表格中CO2减少量为56ml，即为2.5mmol，该值表示植物净光合作用量，因此如果这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖，根据光合作用反应式，6CO2～1葡萄糖，积累葡萄糖=2.5mmol÷6=
（3）如果一天中给10小时的充分光照，其余时间在黑暗下度过，而全天温度不变，则总共消耗的CO2量为56.0×10-22.4×（24-10）=246.4ml，即为11mmol，该值表示植物净光合作用量，假定积累的有机物都是葡萄糖，根据光合作用反应式，6CO2～1葡萄糖，积累葡萄糖=11mmol÷6=
故答案为：
（1）0.105
（2）0.075
（3）0.33
（1）甲～丁四种植物中______是阴生植 物，判断理由是______．
（2）甲～丁四种植物中______最可能是C4植物，可用多种实验方法加以验证．
方法一：
制作该植物过叶脉横切的临时装片，用显微镜观察．若视野中看到______，则该植物是C4植物．
方法二：
用______对植物照光后的叶横切片染色，若在显微镜下观察到______细胞中出现蓝色的淀粉粒，______细胞中未出现，则该植物是C4植物．
（3）限制曲线丙AB段光合作用的因素是______，限制BC段光合作用的因素是______，C点与B点相比，植物体内NADPH的相对含量要______．
正确答案
解：（1）植物丁在较低的光照强度下光合作用速率达到最大值，随着光照强度增加，光合作用速率反而下降，符合阴生植物的特点，属于阴生植物．
（2）甲是C4植物，C4植物叶片内有“花环形“结构．可利用显微镜观察到．C4植物的光合作用发生在维管束鞘细胞，可以产生淀粉，遇碘液变成蓝色，叶肉细胞遇碘液不变蓝．
（3）AB段随着光照强度的增加光合作用逐渐增强，限制光合速率的主要因素是光照强度，以后逐渐稳定，光照强度增强，光合速率也保持不变，此时影响因素主要是二氧化碳的浓度，光照增强，光合作用的光反应阶段增强，产生的NADPH含量较多．
故答案为：
（1）丁 该植物在较低的光照强度下光合作用速率达到最大值，随着光照强度增加，光合作用速率反而下降．
（2）甲 花环型结构（或维管束鞘细胞中有叶绿体） 碘液 维管束鞘 叶肉
（3）光照强度 CO2浓度 高
解析
解：（1）植物丁在较低的光照强度下光合作用速率达到最大值，随着光照强度增加，光合作用速率反而下降，符合阴生植物的特点，属于阴生植物．
（2）甲是C4植物，C4植物叶片内有“花环形“结构．可利用显微镜观察到．C4植物的光合作用发生在维管束鞘细胞，可以产生淀粉，遇碘液变成蓝色，叶肉细胞遇碘液不变蓝．
（3）AB段随着光照强度的增加光合作用逐渐增强，限制光合速率的主要因素是光照强度，以后逐渐稳定，光照强度增强，光合速率也保持不变，此时影响因素主要是二氧化碳的浓度，光照增强，光合作用的光反应阶段增强，产生的NADPH含量较多．
故答案为：
（1）丁 该植物在较低的光照强度下光合作用速率达到最大值，随着光照强度增加，光合作用速率反而下降．
（2）甲 花环型结构（或维管束鞘细胞中有叶绿体） 碘液 维管束鞘 叶肉
（3）光照强度 CO2浓度 高
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