- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
下面图甲表示水稻的光合作用强度与光照强度、二氧化碳浓度之间的关系图；图乙表示水稻叶肉细胞中两种细胞器在不同光照强度下的生理状态．请据图分析回答：
（1）图甲中光照强度为P时，水稻叶肉细胞内合成ATP的场所有______（至少两项）．
（2）图甲中RS段和NR段影响光合作用的主要限制因子分别是______．
（3）在CO2浓度不变的情况下，若将水稻由R点条件改变到Q点条件下，则植物细胞的光合作用速率______；把水稻由Q点条件改变到S点条件时，短时间内C3、C5含量的变化是______．
（4）图甲中光照强度为N时，图乙中能发生的过程有______（用数字表示）；若图乙中只进行①②过程，则对应的图甲中的点是______；⑥过程吸收的是______气体．
（5）在图乙细胞器A中，O2的利用发生在CO2产生______（填前或后）；细胞器B利用CO2的场所是______．
正确答案
解：（1）图甲中光照强度为P时，水稻叶肉细胞既进行光合作用，也进行呼吸作用，只是光合作用小于呼吸作用．因此细胞中合成ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质．
（2）图甲中RS段随着光照强度的增强曲线上升幅度不大，因此其主要限制因子为CO2浓度；而NR段是三种二氧化碳浓度条件下的曲线重合的区段，因此影响光合作用的主要限制因子是光照强度．
（3）在CO2浓度不变的情况下，若将水稻由R点条件改变到Q点条件下，光照强度增强，因此植物细胞的光合作用速率加快；把水稻由Q点条件改变到S点条件时，光照不变，但是二氧化碳浓度降低，导致二氧化碳固定受阻，因此短时间内C5含量上升、C3含量下降．
（4）图甲中光照强度为N时，植物光合作用强度等于呼吸作用强度，因此叶肉细胞没有气体的释放和吸收．若图乙中只进行①②过程，即线粒体只能从细胞外吸收氧气，并且将产生的二氧化碳释放到细胞外，表明细胞只进行呼吸作用，因此对应的图甲中的点是M；⑥过程吸收的是CO2气体．
（5）在图乙中细胞器A为线粒体，O2的利用在有氧呼吸的第三阶段，CO2产生在有氧呼吸的第二阶段．细胞器B即叶绿体，其利用CO2的场所是叶绿体基质（暗反应）．
故答案为：
（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质
（2）CO2浓度 光照强度
（3）加快 C5含量上升C3含量下降
（4）③④M CO2
（5）后 叶绿体基质
解析
解：（1）图甲中光照强度为P时，水稻叶肉细胞既进行光合作用，也进行呼吸作用，只是光合作用小于呼吸作用．因此细胞中合成ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质．
（2）图甲中RS段随着光照强度的增强曲线上升幅度不大，因此其主要限制因子为CO2浓度；而NR段是三种二氧化碳浓度条件下的曲线重合的区段，因此影响光合作用的主要限制因子是光照强度．
（3）在CO2浓度不变的情况下，若将水稻由R点条件改变到Q点条件下，光照强度增强，因此植物细胞的光合作用速率加快；把水稻由Q点条件改变到S点条件时，光照不变，但是二氧化碳浓度降低，导致二氧化碳固定受阻，因此短时间内C5含量上升、C3含量下降．
（4）图甲中光照强度为N时，植物光合作用强度等于呼吸作用强度，因此叶肉细胞没有气体的释放和吸收．若图乙中只进行①②过程，即线粒体只能从细胞外吸收氧气，并且将产生的二氧化碳释放到细胞外，表明细胞只进行呼吸作用，因此对应的图甲中的点是M；⑥过程吸收的是CO2气体．
（5）在图乙中细胞器A为线粒体，O2的利用在有氧呼吸的第三阶段，CO2产生在有氧呼吸的第二阶段．细胞器B即叶绿体，其利用CO2的场所是叶绿体基质（暗反应）．
故答案为：
（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质
（2）CO2浓度 光照强度
（3）加快 C5含量上升C3含量下降
（4）③④M CO2
（5）后 叶绿体基质
2010年8月5日人民日报海外版报道，叛国一项耗资数亿美元的环保新能源研究项目“人工光合作用”今年启动．“人工光合作用”是将太阳能转换为氢气、甲醇或乙醇等化学燃料，直接用在汽车等燃烧液态的机械中，有利于解决当今世界面临的能源危机．以下是某中学生研究性学习小组研究光合作用和呼吸作用的实验，请分析回答下列问题：
将8株各有20个叶片、大小和长势相似的盆栽天竺葵植株分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化．实验结果统计如表所示，据此请分析回答下列问题．
（1）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的课题是______，其自变量是______，该实验课题下实验前后二氧化碳含量变化值的含义是______．
（2）2、4、6、8实验中，叶肉细胞能产生ATP的场所有______．
（3）若突然将第3组中的光照强度改为3000单位（其他条件不变），则该植物叶绿体中ATP的含量变化是______，五碳化合物的含量变化是______．
（4）该植物在30℃、1000LX情况下，光合作用每小时消耗的CO2量为______单位．
（5）若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品有二氧化硅、无水乙醇和碳酸钙等，其中无水乙醇的作用是______．
正确答案
解：I（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初这几个实验组的所提供光照强度和CO2量是相同的，不同的是温度，故自变量是温度，探究的是温度对植物光合作用速率（强度）的影响．在实验中测得的二氧化碳减少量是净光合作用量，等于植物实际光合作用消耗量-细胞呼吸产生量．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，只有细胞呼吸，所以叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（3）光照强度改为3000单位（其他条件不变），光合作用的光反应加快，则该植物叶绿体中ATP的含量增加，三碳化合物的还原加快，同时二氧化碳的固定原速度不变，故三碳化合物的浓度减少．五碳化合物由于暗反应的还原加快和二氧化碳的固定原速度不变，而浓度增加．
（4）该植物在30℃、1000LX情况下，光合作用12小时消耗的CO2量=净光合作用消耗量+细胞呼吸产生量=（5.0-1.9）+（5.9-5）=4单位，则光合作用每小时消耗的CO2量为4÷12=
（5）若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品有二氧化硅、无水乙醇和碳酸钙等，加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，加入碳酸钙的目的是保护叶绿体色素，防止色素被破坏，加入无水乙醇的作用是溶解叶绿体中的色素．
故答案为：
（1）探究温度对植物光合作用速率（强度）的影响 温度 净光合作用所消耗的二氧化碳的量
（2）细胞质基质和线粒体
（3）增多 增多
（4）
（5）溶解叶绿体中的色素
解析
解：I（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初这几个实验组的所提供光照强度和CO2量是相同的，不同的是温度，故自变量是温度，探究的是温度对植物光合作用速率（强度）的影响．在实验中测得的二氧化碳减少量是净光合作用量，等于植物实际光合作用消耗量-细胞呼吸产生量．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，只有细胞呼吸，所以叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（3）光照强度改为3000单位（其他条件不变），光合作用的光反应加快，则该植物叶绿体中ATP的含量增加，三碳化合物的还原加快，同时二氧化碳的固定原速度不变，故三碳化合物的浓度减少．五碳化合物由于暗反应的还原加快和二氧化碳的固定原速度不变，而浓度增加．
（4）该植物在30℃、1000LX情况下，光合作用12小时消耗的CO2量=净光合作用消耗量+细胞呼吸产生量=（5.0-1.9）+（5.9-5）=4单位，则光合作用每小时消耗的CO2量为4÷12=
（5）若以新鲜绿叶为材料提取叶绿体中的色素，需要使用的化学药品有二氧化硅、无水乙醇和碳酸钙等，加入二氧化硅的目的是使研磨更充分，加入碳酸钙的目的是保护叶绿体色素，防止色素被破坏，加入无水乙醇的作用是溶解叶绿体中的色素．
故答案为：
（1）探究温度对植物光合作用速率（强度）的影响 温度 净光合作用所消耗的二氧化碳的量
（2）细胞质基质和线粒体
（3）增多 增多
（4）
（5）溶解叶绿体中的色素
为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量．结果如图．
（1）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率______．本实验中对照组（空白对照组）植株CO2固定速率相对值是______，固定CO2的场所是叶肉细胞的______．
（2）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中______增加．已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，______降低，进而在叶片中积累．
（3）综合上述结果可推测，叶片光合产物的积累会______光合作用．
（4）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测______叶片的光合产物含量和光合速率．与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是______，则支持上述推测．
正确答案
解：（1）根据图1可以看出，随去除棉铃的百分率提高，二氧化碳固定的速率下降；对照组没有去除棉铃即去除棉铃的百分率为0，此时植物二氧化碳固定速率为28．
（2）由图2可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，说明叶片和棉铃的细胞呼吸消耗有机物减少．
（3）根据图1可以看出，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而图2则说明光合作用下降的原因是光合作用的产物在叶片中积累，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
（4）去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．
故答案为：
（1）逐渐下降 28 叶绿体基质
（2）淀粉和蔗糖含量 输出量
（3）抑制
（4）未遮光的 光合产物含量下降，光合速率上升
解析
解：（1）根据图1可以看出，随去除棉铃的百分率提高，二氧化碳固定的速率下降；对照组没有去除棉铃即去除棉铃的百分率为0，此时植物二氧化碳固定速率为28．
（2）由图2可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，说明叶片和棉铃的细胞呼吸消耗有机物减少．
（3）根据图1可以看出，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而图2则说明光合作用下降的原因是光合作用的产物在叶片中积累，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
（4）去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．
故答案为：
（1）逐渐下降 28 叶绿体基质
（2）淀粉和蔗糖含量 输出量
（3）抑制
（4）未遮光的 光合产物含量下降，光合速率上升
（2015秋•吉林校级月考）为了探究某种植物的一些生理特征，研究人员做了一系列的相关实验．如图是在不同的光照条件下测定的其光合作用速率变化情况．请分析回答下列问题：
（1）从图中a～b段可以看出，限制叶片光合作用速率的主要环境因素是______．若其他条件不变，对类胡萝卜素而言，有效辐射的光主要是______．
（2）图中i点时，叶肉细胞内合成[H]的场所有______．
（3）经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率为0.6μmol•m-2•s-1，则g点时该植物的O2产生速率为______μmol•m-2•s-1．
（4）每分子叶绿素含有一个Mg2+，可被H+、Cu2+等置换．在用该植物的绿叶做“色素的提取与分离”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加______的颜色相似，呈黄褐色．实验室常用含Cu2+的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是______．
（5）该植物收获后的果实可以采用______（填植物激素名称）进行催熟．经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比例为1：3.1：11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内这些物质含量比例变为1：3.1：21.7．据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是______．
正确答案
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光．
（2）i点时有光照，能够进行光合作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（3）晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则g点时该植物O2产生速率为1+0.6=1.6（μmol/m2•s）．
（4）提取色素时加入碳酸钙可以防止叶绿素受破坏，不加碳酸钙时色素提取液为黄褐色；铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）乙烯具有促进果实成熟的作用．生长素处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 蓝紫光
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）1.6
（4）碳酸钙 铜带叶绿素比叶绿素稳定
（5）乙烯 生长素对细胞内的翻译过程有促进作用
解析
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光．
（2）i点时有光照，能够进行光合作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（3）晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则g点时该植物O2产生速率为1+0.6=1.6（μmol/m2•s）．
（4）提取色素时加入碳酸钙可以防止叶绿素受破坏，不加碳酸钙时色素提取液为黄褐色；铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）乙烯具有促进果实成熟的作用．生长素处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 蓝紫光
（2）细胞质基质、线粒体、叶绿体
（3）1.6
（4）碳酸钙 铜带叶绿素比叶绿素稳定
（5）乙烯 生长素对细胞内的翻译过程有促进作用
实验者利用某植物进行了相关实验，结果如图．请回答
（1）图1中用高浓度NaCl处理，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过______作用失水，引起气孔开放度下降，导致______，影响暗反应，光合速率下降．
（2）图2中在用NaCl溶液处理前后，丙组光合速率基本不变，主要是由于______限制了光合作用．在处理后一段时间，甲、乙两组的光合速率基本相同，是由于______限制了光合作用．在处理后，甲组的光饱和点将______（填“增大”、“不变”或‘变小”）．
（3）据实验结果分析，在______（填“强”或“弱”）光照下，植物对NaCl的耐受性更强．
（4）如图甲、乙表示某植物在相关条件下净光合速率的变化情况．请分析回答下列问题：
在图甲b点条件下，升高温度，净光合速率的变化情况是______；图乙C点条件下，增加光照强度，净光合速率的变化情况是______．
正确答案
解：（1）图1中高浓度NaCl处理后，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过渗透作用失水，引起气孔开放度下降，导致CO2吸收量下降，影响暗反应，光合速率下降．CO2吸收量下降，RuBP合成C3减少，但原有的C3还在形成RuBP，所以叶绿体基质中RuBP的含量增加．
（2）丙组由于光照弱，光反应的产物少，光合作用受光反应的限制，所以NaCl溶液处理前后，光合速率基本不变．在处理后一段时间，失水，气孔开度下降，CO2浓度下降，暗反应弱，限制了光合作用，所以甲乙两组的光合速率基本相同．在处理后，由于光合速率下降，所以甲组的光饱和点将变小．
（3）据丙组，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强．
（4）由于图甲b点对应的温度低于最适温度，结合图乙可知升高温度净光合速率先增大、后减小；结合图甲可知，M光照强度已经达到了饱和光照，所以再增加光照，净光合速率也不会增加．
故答案为：
（1）渗透 CO2吸收量下降
（2）光照强度 CO2浓度 变小
（3）弱
（4）先增大、后减小 不变化
解析
解：（1）图1中高浓度NaCl处理后，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过渗透作用失水，引起气孔开放度下降，导致CO2吸收量下降，影响暗反应，光合速率下降．CO2吸收量下降，RuBP合成C3减少，但原有的C3还在形成RuBP，所以叶绿体基质中RuBP的含量增加．
（2）丙组由于光照弱，光反应的产物少，光合作用受光反应的限制，所以NaCl溶液处理前后，光合速率基本不变．在处理后一段时间，失水，气孔开度下降，CO2浓度下降，暗反应弱，限制了光合作用，所以甲乙两组的光合速率基本相同．在处理后，由于光合速率下降，所以甲组的光饱和点将变小．
（3）据丙组，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强．
（4）由于图甲b点对应的温度低于最适温度，结合图乙可知升高温度净光合速率先增大、后减小；结合图甲可知，M光照强度已经达到了饱和光照，所以再增加光照，净光合速率也不会增加．
故答案为：
（1）渗透 CO2吸收量下降
（2）光照强度 CO2浓度 变小
（3）弱
（4）先增大、后减小 不变化
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