- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
回答下列有关光合作用的问题．
研究发现植物能对温度的变化做出适应性改变．将15℃生长的绣线菊A和绣线菊B置于10℃下低温处理一周，分别测定两种植物低温处理前后最大光合速率（图1）、光补偿点（图2）以及叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化（表1）．
表1：
（1）H+经过类囊体上酶①的方向是______（从高浓度到低浓度/从低浓度到高浓度/双向）；蛋白质③位于______；酶④位于______．
（2）结合表1数据，概括绣线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因：______．
（3）运用已有知识，结合表1数据分析低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降（图1）的共同原因是：（1）______；（2）______．
（4）光补偿点指植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2时所对应的光强．据图2分析，更适于在北方低温弱光环境下生存的是______，这是因为低温处理后______．
A．绣线菊A光补偿点下降，说明其在低温下利用弱光的能力更强
B．绣线菊A光补偿点降幅显著大于绣线菊B的降幅，说明其低温诱导的效率更高
C．绣线菊B光补偿点显著低于绣线菊A，说明其在低温下利用弱光的能力更强
D．绣线菊B光补偿点降幅小，说明低温对其的诱导效率更高
（5）综合本题的图、表数据，表明植物适应低温的原理是______（多选）．
A．增加细胞呼吸速率 B．降低最大光合速率
C．增加光合作用相关酶的种类 D．改变光合作用相关蛋白的表达量．
正确答案
解：（1）H+经过类囊体上酶①ATP合成酶主动运输，是低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体和能量，蛋白质③传递电子在光反应阶段发挥作用位于类囊体膜；酶④固定二氧化碳的Y酶在暗反应阶段发挥作用位于叶绿体基质．
（2）结合表1数据，低温处理前绣线菊A与绣线菊B相比，ATP合成酶0.45大于0.30，固定二氧化碳的X酶0.18大于0.14、传递电子下降0.52大于0．、固定二氧化碳的Y酶330.14大于0，所以线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因是绣线菊A与光合作用的光反应和暗反应有关的酶的表达量都高于绣线菊B．
（3）结合表1数据分析绣线菊A与绣线菊B相比ATP合成酶不变或下降，固定二氧化碳的X酶不变或下降、传递电子下降、低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降（图1）的共同原因是低温降低了酶的活性、低温降低了电子传递蛋白的表达量（低温降低了电子传递效率）．
（4）由图2分析可知线菊B光补偿点显著低于绣线菊A，说明其在低温下利用弱光的能力更强更适于在北方低温弱光环境下生存的是绣线菊B．
（5）叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化表明绣线菊B更适合低温环境可见改变光合作用相关蛋白的表达量可使植物适应低温的环境；固定二氧化碳的Y酶使绣线菊B上升增加光合作用相关酶的种类可使植物适应低温的环境．
故答案为：
（1）类囊体膜 叶绿体基质
（2）绣线菊A与光合作用的光反应和暗反应有关的酶的表达量都高于绣线菊B
（3）低温降低了酶的活性 低温降低了电子传递蛋白的表达量（低温降低了电子传递效率）
（4）绣线菊B C
（5）CD
解析
解：（1）H+经过类囊体上酶①ATP合成酶主动运输，是低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体和能量，蛋白质③传递电子在光反应阶段发挥作用位于类囊体膜；酶④固定二氧化碳的Y酶在暗反应阶段发挥作用位于叶绿体基质．
（2）结合表1数据，低温处理前绣线菊A与绣线菊B相比，ATP合成酶0.45大于0.30，固定二氧化碳的X酶0.18大于0.14、传递电子下降0.52大于0．、固定二氧化碳的Y酶330.14大于0，所以线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因是绣线菊A与光合作用的光反应和暗反应有关的酶的表达量都高于绣线菊B．
（3）结合表1数据分析绣线菊A与绣线菊B相比ATP合成酶不变或下降，固定二氧化碳的X酶不变或下降、传递电子下降、低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降（图1）的共同原因是低温降低了酶的活性、低温降低了电子传递蛋白的表达量（低温降低了电子传递效率）．
（4）由图2分析可知线菊B光补偿点显著低于绣线菊A，说明其在低温下利用弱光的能力更强更适于在北方低温弱光环境下生存的是绣线菊B．
（5）叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化表明绣线菊B更适合低温环境可见改变光合作用相关蛋白的表达量可使植物适应低温的环境；固定二氧化碳的Y酶使绣线菊B上升增加光合作用相关酶的种类可使植物适应低温的环境．
故答案为：
（1）类囊体膜 叶绿体基质
（2）绣线菊A与光合作用的光反应和暗反应有关的酶的表达量都高于绣线菊B
（3）低温降低了酶的活性 低温降低了电子传递蛋白的表达量（低温降低了电子传递效率）
（4）绣线菊B C
（5）CD
研究工作者常以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示．请回答下列问题．
（1）在光照下产生ATP的场所为______．
（2）从图中可以看出，光合作用制造有机物速率最大的温度为______．在5°C时，光合作用制造有机物速率为呼吸作用速率的______倍．
（3）据图分析，为了提高农作物的产量，可采用______方法．
（4）有科学家用14C标记CO2以追踪其作用，发现第一种带有该标记的有机物是______．
正确答案
解：（1）在光照条件既进行光合作用，又进行呼吸作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质．
（2）图中光照条件下CO2的吸收量为净光合作用量，总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量，因此30°C条件下总光合作用量=3.5+3=6.5，此值在所有温度条件下最高．在5°C时，光合作用制造有机物=1+0.5=1.5，呼吸作用速率为0.5，因此光合作用制造有机物速率为呼吸作用速率的3倍．
（3）只有白天进行光合作用合成有机物，因此要提高产量首先要使白天合成有机物能达到最多；而夜晚还要进行呼吸作用消耗有机物，因此夜晚可通过降温减少有机物的消耗．
（4）14C标记CO2在暗反应中的转移途径为：CO2→三碳化合物→（CH2O）．
故答案为：
（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质
（2）30°C 3
（3）白天将温度控制在使有机物积累量最大的温度25°C，夜晚温度在5°C（适当增加昼夜温差）
（4）三碳化合物
解析
解：（1）在光照条件既进行光合作用，又进行呼吸作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质．
（2）图中光照条件下CO2的吸收量为净光合作用量，总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量，因此30°C条件下总光合作用量=3.5+3=6.5，此值在所有温度条件下最高．在5°C时，光合作用制造有机物=1+0.5=1.5，呼吸作用速率为0.5，因此光合作用制造有机物速率为呼吸作用速率的3倍．
（3）只有白天进行光合作用合成有机物，因此要提高产量首先要使白天合成有机物能达到最多；而夜晚还要进行呼吸作用消耗有机物，因此夜晚可通过降温减少有机物的消耗．
（4）14C标记CO2在暗反应中的转移途径为：CO2→三碳化合物→（CH2O）．
故答案为：
（1）叶绿体、线粒体、细胞质基质
（2）30°C 3
（3）白天将温度控制在使有机物积累量最大的温度25°C，夜晚温度在5°C（适当增加昼夜温差）
（4）三碳化合物
在寒冷的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、温度和气体，以提高产品的质量，下列措施正确的是（ ）
①适当增加光照，以补充冬季阳光的不足；
②尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用；
③向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度；
④向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度；
⑤温室内尽量保持昼夜温差，以利于有机物的积累．
正确答案
解析
解：①适当增加光照以补充冬季的阳光不足，提高作物的产量，①正确；
②增加空气湿度，会使薄膜上产生一层水膜，从而会降低透光率，影响光合作用，②错误；
③向温室内定期施放二氧化碳气体，能补充光合作用的原料，从而增加光合作用强度，③正确；
④光合作用所需的能量来自其光反应过程，而不是呼吸作用，且增加温室中氧气的含量，能促进呼吸作用，加快有机物的消耗，④错误；
⑤温室内尽量保持昼夜温度差，减少夜间有机物的消耗，以利于有机物的积累，⑤正确．
所以，①③⑤正确．
故选：A．
如图是改变光照和CO2浓度后，与光合作用有关的三碳化合物和五碳化合物在细胞内的变化曲线，请回答：
（1）图中曲线a表示的化合物是______．
（2）图中曲线b表示的化合物是______．
（3）由此可见，光照强度和CO2浓度均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的______过程，而后者主要影响______过程．
正确答案
解：（1）突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少．因此曲线a表示C5含量的变化．
（2）突然降低CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3减少，则消耗的C5减少，而C3的还原过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将减少．因此曲线b表示C3含量的变化．
（3）由此可见，光照强度和CO2浓度均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的光反应过程，而后者主要影响暗反应过程．
故答案为：
（1）C5
（2）C3
（3）光反应 暗反应
解析
解：（1）突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少．因此曲线a表示C5含量的变化．
（2）突然降低CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3减少，则消耗的C5减少，而C3的还原过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将减少．因此曲线b表示C3含量的变化．
（3）由此可见，光照强度和CO2浓度均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的光反应过程，而后者主要影响暗反应过程．
故答案为：
（1）C5
（2）C3
（3）光反应 暗反应
如图表示在光照条件下某正常生理状态的植物叶肉细胞内发生的生理过程，请据图回答问题．
（1）图甲中D代表的物质是______．
（2）图甲字母中，能表示同一物质的是______、______．
（3）当图甲中细胞有①过程发生而没有②过程发生时，该细胞处于的生理状态是______；若要①过程也不发生，则对该细胞处理的方法是______．
（4）在乙图中，若a图所示为阴生植物曲线，则阳生植物曲线与其相比，C点应______移； C点后光合作用不再增强，可通过______增大光合作用．由b图可知，40℃时植物能否显示生长现象？______．
（5）根据乙图中，若用玻璃大棚种植蔬菜，应选择光强为______（填．“A”、“B”或“C”），温度为______．并且要用______色的玻璃．
（6）将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化（假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到下表的数据．请分析并回答问题：
根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是______；27℃时绿叶的净光合速率是______mg/h；30℃时真光合速率为：______mg/h．
正确答案
解：（1）分析题图甲可知，D代表的物质是丙酮酸，E为葡萄糖，物质F是ATP．
（2）分析题图甲可知，物质A是水，细胞内消耗水的细胞器有线粒体和叶绿体，所以G也是水，由上题目可知BF均为ATP．
（3）由图可知，①表示光合作用的释放氧气的过程，②表示氧气由气孔排出的过程，①光合作用过程发生而没有②过程发生时光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气即：光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，若要①光合作用过程也不发生，因为光是光合作用的必要条件，则对该细胞处理的方法是处于黑暗条件下．
（4）有坐标可知a光饱和点，阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏，当光照强度增大时，水分对叶片的供给不足，阴生植物便不再增加光合速率，其光饱和点较低．阳生植物需要强光，所以光补偿点相应提高，所以a点右移．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率（受CO2浓度影响）和CO2固定速率（受羧化酶活性和RuBP再生速率影响）等．所以要提高二氧化碳的浓度．由b图可知，40℃时植物光合速率小于呼吸速率，植物不能显示生长现象．
（5）用玻璃大棚种植蔬菜，我们要提高产量光合作用要最快的，选C，净光合速率=真正光合速率-呼吸速率差值最大故选 25℃，因为无色玻璃的透光率高有利于光合作用，所以用无色玻璃．
（6）暗处理1h只进行呼吸作用，消耗最多的是29℃该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是 29℃，暗处理1h，植物进行了1h的呼吸作用，光照射1h植物进行了1h的呼吸作用1h的光合作用，净光合速率=1h的光合作用-1h的呼吸作用，真光合作用=1h的净光合作用+1h的呼吸作用，所以27℃时绿叶的净光合速率是3+1=4mg/h，30℃时真光合速率为1+1+1=3mg/h．
故答案为：
（1）丙酮酸 （2）A和G B和F
（3）光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 处于黑暗条件下．
（4）右 提高二氧化碳的浓度． 不能 （5）C 25℃无
（6）29℃4 3
解析
解：（1）分析题图甲可知，D代表的物质是丙酮酸，E为葡萄糖，物质F是ATP．
（2）分析题图甲可知，物质A是水，细胞内消耗水的细胞器有线粒体和叶绿体，所以G也是水，由上题目可知BF均为ATP．
（3）由图可知，①表示光合作用的释放氧气的过程，②表示氧气由气孔排出的过程，①光合作用过程发生而没有②过程发生时光合作用产生的氧气小于或等于呼吸作用消耗的氧气即：光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，若要①光合作用过程也不发生，因为光是光合作用的必要条件，则对该细胞处理的方法是处于黑暗条件下．
（4）有坐标可知a光饱和点，阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏，当光照强度增大时，水分对叶片的供给不足，阴生植物便不再增加光合速率，其光饱和点较低．阳生植物需要强光，所以光补偿点相应提高，所以a点右移．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率（受CO2浓度影响）和CO2固定速率（受羧化酶活性和RuBP再生速率影响）等．所以要提高二氧化碳的浓度．由b图可知，40℃时植物光合速率小于呼吸速率，植物不能显示生长现象．
（5）用玻璃大棚种植蔬菜，我们要提高产量光合作用要最快的，选C，净光合速率=真正光合速率-呼吸速率差值最大故选 25℃，因为无色玻璃的透光率高有利于光合作用，所以用无色玻璃．
（6）暗处理1h只进行呼吸作用，消耗最多的是29℃该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是 29℃，暗处理1h，植物进行了1h的呼吸作用，光照射1h植物进行了1h的呼吸作用1h的光合作用，净光合速率=1h的光合作用-1h的呼吸作用，真光合作用=1h的净光合作用+1h的呼吸作用，所以27℃时绿叶的净光合速率是3+1=4mg/h，30℃时真光合速率为1+1+1=3mg/h．
故答案为：
（1）丙酮酸 （2）A和G B和F
（3）光合作用强度小于或等于呼吸作用强度 处于黑暗条件下．
（4）右 提高二氧化碳的浓度． 不能 （5）C 25℃无
（6）29℃4 3
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