- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
为探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响，实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示．请回答：
（1）绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的______上．叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途，一是______，二是促成ATP的形成．在暗反应阶段，接受能量并被还原的C3一部分形成糖类，另一部分则形成______，使卡尔文循环持续进行．
（2）该实验过程中，实验组叶片表皮细胞中细胞液浓度的变化是逐渐______；该植物根尖细胞中，能消耗02的场所是，能产生C02的场所是______．
（3）实验组植物第2～4天光合作用速率逐渐下降，可能主要是缺水导致叶片内一下降引起的，第4天后光合作用速率下降的原因还与______下降有关．
正确答案
解：（1）绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上．叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途，一是将水分解成氧和[H]，二是促成ATP的形成．在暗反应阶段，接受能量并被还原的C3一部分形成糖类，另一部分则形成C5，使卡尔文循环持续进行．
（2）该实验过程中，实验组叶片表皮细胞中细胞液浓度的变化是逐渐增大．有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量．无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同．因此该植物根尖细胞中，能消耗02的场所是线粒体内膜，能产生C02的场所是细胞质基质和线粒体基质．
（3）实验组植物第2～4天光合作用速率逐渐下降，可能主要是缺水导致叶片内CO2浓度下降引起的，第4天后光合作用速率下降的原因还与叶片中叶绿素含量下降有关．
故答案为：
（1）类囊体薄膜 将水分解成氧和[H]C5
（2）增大 线粒体内膜 细胞质基质和线粒体基质
（3）CO2浓度 叶片中叶绿素含量
解析
解：（1）绿叶中的叶绿素存在于叶绿体的类囊体薄膜上．叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途，一是将水分解成氧和[H]，二是促成ATP的形成．在暗反应阶段，接受能量并被还原的C3一部分形成糖类，另一部分则形成C5，使卡尔文循环持续进行．
（2）该实验过程中，实验组叶片表皮细胞中细胞液浓度的变化是逐渐增大．有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量．无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同．因此该植物根尖细胞中，能消耗02的场所是线粒体内膜，能产生C02的场所是细胞质基质和线粒体基质．
（3）实验组植物第2～4天光合作用速率逐渐下降，可能主要是缺水导致叶片内CO2浓度下降引起的，第4天后光合作用速率下降的原因还与叶片中叶绿素含量下降有关．
故答案为：
（1）类囊体薄膜 将水分解成氧和[H]C5
（2）增大 线粒体内膜 细胞质基质和线粒体基质
（3）CO2浓度 叶片中叶绿素含量
为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室将水稻幼苗固定于无底反应瓶中的支持架上进行实验，支持架可上下浮动，实验装置如图1所示．
实验原理：该装置中水稻光进行生命活动中吸收或产生的气体，改变了瓶中空气体积，可使浮力发生变化，使天平指针发生偏转．
实验步骤：①调节天平平衡；②用100W的灯泡作为光源．先将灯泡置于距装置20cm处，15min后观察并记录指针偏转方向和格数；③加大灯泡与装置间距离，过15min再观察记录；④连续重复步骤③．
实验结果绘制如图2，请回答下列问题：
（1）该实验的自变量是______，是通过______进行调控．
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合强度较大的是______点，指针偏转的方向______．
②C点时甲瓶中水稻苗光合作用______（填“＞”“＜”或“=”）细胞呼吸．
③C点与D相比积累有机物较多的点是______点，与C点相比较，D点指针向______偏转．
（3）细胞作为一个基本的生命系统，需要外界的能量供应，而光合作用和呼吸作用是物质和能量转变的两个重要生理过程．从能量输入水稻叶肉细胞到能被生命活动所直接利用，其能量转移的具体途径是______（用文字和箭头表示）．
正确答案
解：（1）题中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化．可见该实验的自变量是光照强度．
（2）①A点指针偏转较B点明显，所以A点光合作用强度大；左侧是活的植物，产生气体，浮力增大，指针右偏．
②C点之后指针开始回偏，说明C点光合作用与呼吸作用强度相等．
③C点之后呼吸强度大于光合作用强度，即有机物出现负增长，所以有机物积累最大的点时C点．C点光合速率等于呼吸速率，D点与C点相比指针开始回偏，即偏左．因为总体光合产生的氧气为正值，指针仍在平衡点右侧．
（3）能量输入水稻叶肉细胞中的转移途径为：光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能；叶肉细胞中能量被生命活动直接利用时，其转移的具体途径是有机物中的化学能→ATP中的化学能．
故答案：（1）光照强度 改变（加大）灯泡与装置间的距离
（2）①A 右 ②=③C 左
（3）光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能→ATP中的化学能
解析
解：（1）题中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，即降低光照强度，通过指针的偏转来观察光合作用强度的变化．可见该实验的自变量是光照强度．
（2）①A点指针偏转较B点明显，所以A点光合作用强度大；左侧是活的植物，产生气体，浮力增大，指针右偏．
②C点之后指针开始回偏，说明C点光合作用与呼吸作用强度相等．
③C点之后呼吸强度大于光合作用强度，即有机物出现负增长，所以有机物积累最大的点时C点．C点光合速率等于呼吸速率，D点与C点相比指针开始回偏，即偏左．因为总体光合产生的氧气为正值，指针仍在平衡点右侧．
（3）能量输入水稻叶肉细胞中的转移途径为：光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能；叶肉细胞中能量被生命活动直接利用时，其转移的具体途径是有机物中的化学能→ATP中的化学能．
故答案：（1）光照强度 改变（加大）灯泡与装置间的距离
（2）①A 右 ②=③C 左
（3）光能→ATP中的化学能→有机物中的化学能→ATP中的化学能
甲、乙丙三图分别表示探究几个环境因素对马铃薯光合作用速率影响的实验结果．下列分析中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、甲图中，自变量有两种，光照强度和温度，所以A研究了光照强度和温度对光合速率的影响，A正确；
B、甲图中P点时，光合速率在几种温度下都一样，只随光照强度的增高而升高，故此时光合速率不受温度，B错误；
C、Q点后，光合速率没随着光照强度增加而增加，此时不再受光照强度影响，因此增加光照强度不能提高马铃薯光合作用速率，C错误；
D、当温度超过最适温度后，酶的活性降低，光合速率下降，D错误；
故选：A．
甲图是某科研所在探究“影响植物光合作用速率的因素”的实验装置图．乙图是某植物在恒温（30℃）时光合作用速率与光照强度的关系，试回答：
（1）乙图所示的曲线中，当光照强为b时，叶肉细胞中产生ATP的场所有______．此时，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．
（2）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调至25℃，乙图中a点将向______移动，b点将向______移动．
（3）甲图中，隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是______．
（4）若实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是：①______；②______．
（5）利用甲图装置探究光照强度对光合速率的影响，应该如何控制自变量：______．
（6）另一小组的成员想要探究叶片中光合产物的积累是否会抑制光合作用，以下是他们的实验设计思路：在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量______，光合速率______，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
正确答案
细胞质基质、线粒体和叶绿体
大于
下
左
吸收灯光的热量，排除光照对试管内水温的影响
光照强度减弱
水中CO2含量逐渐下降
改变灯泡功率大小（改变试管与光源之间的距离）
下降
上升
解析
解：（1）乙图所示的曲线中，当光照强为b时，刚好达到光补偿点，此时叶肉细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用，因此此时细胞中合成ATP场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体．由于该曲线表示的是植物的光合速率和呼吸速率的关系，此时整个植物的呼吸速率等于光合速率，因此叶肉细胞的光合作用强度大于其呼吸作用强度．
（2）根据题干可知，当温度调节到25℃，呼吸作用的酶活性减弱，光合作用的酶活性增强，因此呼吸作用减弱导致乙曲线中a点将向下移动；同时光合作用又增强，因此光补偿点前移，b点将向左移动．
（3）图甲装置中在灯与试管之间放了盛水玻璃柱，目的是吸收灯光照射的热量，排除光照引起的温度变化对实验的影响．
（4）水藻进行光合作用吸收二氧化碳释放氧气，随着距离的增加，会导致水藻接受的光照减弱，光合作用减弱，释放的氧气量减少；另一方面CO2含量逐渐下降，光合作用减弱，释放的氧气减少．
（5）甲图装置可以改变灯泡功率大小或改变试管与光源之间的距离，进而改变光照强度，因此可利用该装置探究光照强度对光合速率的影响．
（6）在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量下降，光合速率上升，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体和叶绿体 大于
（2）下 左
（3）吸收灯光的热量，排除光照对试管内水温的影响
（4）①光照强度减弱
②水中CO2含量逐渐下降
（5）改变灯泡功率大小（改变试管与光源之间的距离）
（6）下降 上升
图甲表示在适宜温度和CO2浓度条件下，光照强度对某绿色植物光合作用强度的影响曲线，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中a和b代表两种气体的体积，不考虑无氧呼吸），据图回答问题：
（1）自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是______．
（2）若将甲图中绿色植物从M点突然转移至P点条件下，短时间内C3含量将______．
（3）甲图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有______．此时，乙图中应去掉的箭头有______（填字母）．
（4）甲图中植物光合作用单位时间内固定的二氧化碳最大值是______mol/h，此数值相当于乙图中______值．
正确答案
解：（1）P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响．
（2）突然停止光照，二氧化碳的固定速率不变，C3还原的速率下降，导致C3的含量增加．
（3）M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，即只有图乙中的a1、a4、b1、b4过程，故应去掉的箭头有a2、a3、b2、b3．此时细胞中进行光合作用和呼吸作用，故合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（4）单位时间内二氧化碳的固定量表示真光合作用速率，等于净光合作用速率与呼吸作用速率之和，相当于乙图中的b4（或b1+b3）值．即0.6+0.4=1.0mol/h．
故答案为：
（1）温度
（2）增多
（3）细胞质基质、线粒体、叶绿体（不分顺序） a2、a3、b2、b3
（4）1.0 b4（或b1+b3）
解析
解：（1）P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响．
（2）突然停止光照，二氧化碳的固定速率不变，C3还原的速率下降，导致C3的含量增加．
（3）M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，即只有图乙中的a1、a4、b1、b4过程，故应去掉的箭头有a2、a3、b2、b3．此时细胞中进行光合作用和呼吸作用，故合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（4）单位时间内二氧化碳的固定量表示真光合作用速率，等于净光合作用速率与呼吸作用速率之和，相当于乙图中的b4（或b1+b3）值．即0.6+0.4=1.0mol/h．
故答案为：
（1）温度
（2）增多
（3）细胞质基质、线粒体、叶绿体（不分顺序） a2、a3、b2、b3
（4）1.0 b4（或b1+b3）
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