- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
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（注意：净光合速率=真正光合速率-呼吸速率），图丙表示在大气二氧化碳浓度、20℃时测得的同一植物在不同光照强度下氧气产生总量和二氧化碳释放量的相对变化．请分析回答下列问题．
（1）图中显示了影响净光合速率的环境因素有______、______．
（2）在图甲a光照强度下，真正光合速率与呼吸速率的大小关系是______；此时植物体内产生[H]的细胞结构有______、______．
（3）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______．
（4）单位时间内氧气产生总量可以表示______（净光合速率/真正光合速率）．图丙中当光照强度为b时，真正光合速率______（大于/小于/等于）呼吸速率；图丙中当光照强度为c时，真正光合速率______（大于/小于/等于）呼吸速率．
正确答案
光照强度
温度
相等
叶绿体
细胞质基质、线粒体
先增大，后减小
不变化
净光合速率
小于
等于
解析
解：（1）三个图只显示了光照强度和温度会影响净光合速率，而没有显示二氧化碳浓度对净光合速率的影响．
（2）图甲a光照强度下，净光合速率为0，则真正光合速率等于呼吸速率；光合作用和有氧呼吸都产生[H]，产生的场所包括叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体．
（3）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．
（4）氧气产生总量是光合作用所产生的，因此，单位时间内氧气产生总量表示的是真正光合速率；图丙中当光照强度为b时，有二氧化碳的释放，说明此时真正光合速率小于呼吸速率；图丙中当光照强度为c时，氧气产生总量与有氧呼吸产生的二氧化碳量相等（注意：a光照强度下只进行有氧呼吸，有氧呼吸释放的二氧化碳量为6），说明此时真正光合速率等于呼吸速率．
故答案为：
（1）光照强度 温度
（2）相等 叶绿体（或叶绿体类囊体薄膜）、细胞质基质、线粒体
（3）先增大，后减小 不变化
（4）真正光合速率 小于 等于
对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产．下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题．
（1）由甲图可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是______ （写出两种）．
（2）种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示．BF段CO2浓度下降的原因是______．据图分析，一昼夜内植株是否显示生长现象？并说明理由______．乙图给我们的启示是，在密闭大棚种植作物时要注意______．
（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则b与a的差值所代表的是______．右侧曝光部位细胞内能合成ATP的结构是______．
（4）装置丁（如图）可用来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量应该是______，自变量是______．
正确答案
光照、CO2浓度
光合作用强度大于呼吸作用强度
生长 因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降，说明光合作用积累了有机物
及时补充CO2
12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
细胞质基质、叶绿体、线粒体
一定时间内圆叶片浮起的数量
灯泡距烧杯的距离
解析
解：（1）由图甲可知随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度．所以甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意合理密植．
（2）图中B点和F点为二氧化碳的平衡点，此时光合速率等于呼吸速率；在6～18h之间二氧化碳之所以不断下降，是因为光合作用强度大于呼吸作用强度，导致吸收的CO2多于产生的CO2．比较图中的A点和E点，可以看出一昼夜后即E点的二氧化碳浓度降低，该二氧化碳用于合成有机物储存于植物体中，因此表现出生长现象．乙图给我们的启示是，在密闭大棚种植作物时要注意及时补充CO2．
（3）照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行，但同时它们都进行呼吸作用，b=叶片原重量+总光合作用-呼吸消耗，a=叶片原重量-呼吸消耗，因此b-a=总光合作用．右侧曝光部位细胞既进行呼吸作用，又进行光合作用，因此此时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（4）该实验的自变量是光照强度或灯泡距烧杯的距离，因变量应该是反映光合作用强度的指标是叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量，而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量．
故答案为：
（1）光照、CO2浓度
（2）光合作用强度大于呼吸作用强度（吸收的CO2多于产生的CO2）
生长 因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降，说明光合作用积累了有机物
及时补充CO2
（3）12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
细胞质基质、叶绿体、线粒体
（4）一定时间内圆叶片浮起的数量（合理即可）
灯泡距烧杯的距离 （合理即可）
为研究CO2浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在适宜条件下做了模拟试验，结果如下表，请据此回答问题．
（1）题干中的适宜“条件”是指______（至少两个）等．
（2）根据实验结果，施磷肥对______的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成______（至少两种）物质，以促进光合作用．
（3）中耕松土能促进根细胞的______，从而促进离子吸收．能否吸收某种无机盐离子以及吸收的多少，取决于根细胞膜上______．
（4）CO2浓度主要影响光合作用的______反应，如果将CO2浓度从355μmol•mol-1迅速提高到539μmol•mol-1，植物细胞叶绿体中C5的浓度将______．
（5）如图表示欧州蕨在夏季晴朗的某一天CO2吸收量的变化曲线．该植物进行光合作用的时间区段是______．在C时刻光合作用的速率是______mg/dm2．h CO2．
（6）据图推测，在时间C-D段与E-H段曲线下降可能的原因______，前者是______；后者是______．
正确答案
解：（1）本题研究二氧化碳浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，除了二氧化碳浓度和矿质元素含量外，其余的都为无关变量，即题干中的适宜“条件”是指无关变量，可能是温度、光照、水分等．
（2）根据实验结果，发现施磷肥和不施磷肥差别最大的是石楠，因而施磷肥对石楠的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、[H]、磷脂，以促进光合作用．
（3）中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸，产生的能量增加，从而促进离子吸收．能否吸收某种无机盐离子以及吸收的多少，取决于根细胞膜上载体的种类和数量．
（4）CO2浓度主要影响光合作用的暗反应，如果将CO2浓度从355μmol•mol-1迅速提高到539μmol•mol-1，即CO2浓度升高，植物细胞中五碳化合物的消耗量增加，但是五碳化合物的生成量不变，植物细胞叶绿体中C5的浓度将减少．
（5）从图中可以看出，A-H段，呼吸作用释放的二氧化碳减少说明光合作用进行着，光合作用速率=净光合速率-呼吸速率，在C时刻光合作用的速率是36-8=44mg/dm2．h CO2．
（6）在时间C-D段，曲线下降的原因是温度高气孔关闭，二氧化碳吸收少，直接影响暗反应；在时间E-H段曲线下降原因是光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低．
故答案为：
（1）温度、光照、水分
（2）石楠 ATP、ADP、[H]、磷脂
（3）有氧呼吸 载体的种类和数量
（4）暗 降低
（5）A-H 44
（6）温度高气孔关闭，CO2吸收少，直接影响暗反应 光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低
解析
解：（1）本题研究二氧化碳浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，除了二氧化碳浓度和矿质元素含量外，其余的都为无关变量，即题干中的适宜“条件”是指无关变量，可能是温度、光照、水分等．
（2）根据实验结果，发现施磷肥和不施磷肥差别最大的是石楠，因而施磷肥对石楠的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、[H]、磷脂，以促进光合作用．
（3）中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸，产生的能量增加，从而促进离子吸收．能否吸收某种无机盐离子以及吸收的多少，取决于根细胞膜上载体的种类和数量．
（4）CO2浓度主要影响光合作用的暗反应，如果将CO2浓度从355μmol•mol-1迅速提高到539μmol•mol-1，即CO2浓度升高，植物细胞中五碳化合物的消耗量增加，但是五碳化合物的生成量不变，植物细胞叶绿体中C5的浓度将减少．
（5）从图中可以看出，A-H段，呼吸作用释放的二氧化碳减少说明光合作用进行着，光合作用速率=净光合速率-呼吸速率，在C时刻光合作用的速率是36-8=44mg/dm2．h CO2．
（6）在时间C-D段，曲线下降的原因是温度高气孔关闭，二氧化碳吸收少，直接影响暗反应；在时间E-H段曲线下降原因是光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低．
故答案为：
（1）温度、光照、水分
（2）石楠 ATP、ADP、[H]、磷脂
（3）有氧呼吸 载体的种类和数量
（4）暗 降低
（5）A-H 44
（6）温度高气孔关闭，CO2吸收少，直接影响暗反应 光照强度降低影响光反应，光合作用的速率降低
在农业生产上常将玉米和大豆间作种植，间作就是在一个生长季节内，在同一块田地上将两种或两种以上不同的作物分行或分带间隔种植．间作的意义在于（ ）
①间作种植可充分利用光能，提高光能利用率
②保证了良好的通风，提供更多的CO2，提高光合作用速率
③可充分利用不同地层的水和矿质元素
④增加土壤肥力，改良土壤．
正确答案
解析
解：①间作种植可增加单位土地的有效光合面积，提高光能利用率，①正确；
②间作种植可保证了良好的通风，提供更多的CO2，提高光合作用速率，②正确；
③间作种植可充分利用不同地层的水和矿质元素，③正确；
④间作种植可增加土壤肥力，改良土壤，④正确．
所以，①②③④正确．
故选：D．
为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验．各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量．处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%．
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%．
D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%．
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是______；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______，这些反应发生的部位是叶绿体的______．
（2）A、B、C三组处理相比，随着______的增加，使光下产生的能够及时利用与______及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量．
正确答案
解：（1）在该实验中，作为对照组的D组，其是全光照135s，而C组实验的处理是光照和黑暗交替进行，即其仅用了D组的一半时间的光照，但却合成的有机物的量是94%（D组为100%），故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量．C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，有些反应，如暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中．
（2）光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段．光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶II（[H]）用于暗反应．A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的减少，光照频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量．
故答案为：
（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照基质
（2）光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶II
解析
解：（1）在该实验中，作为对照组的D组，其是全光照135s，而C组实验的处理是光照和黑暗交替进行，即其仅用了D组的一半时间的光照，但却合成的有机物的量是94%（D组为100%），故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量．C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，有些反应，如暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中．
（2）光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段．光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶II（[H]）用于暗反应．A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的减少，光照频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量．
故答案为：
（1）高于 C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照基质
（2）光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶II
扫码查看完整答案与解析