- 探究:环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
寒富苹果叶片发育的良好是果树产量和品质的基础,通过对寒富苹果叶片发育过程中光合特性的研究,探索叶片发育过程中光合生产能力,可为寒富苹果的栽培管理提供科学依据.以下是某研究小组的研究结果,请据此回答相关问题.
(1)为探究叶片发育过程中的光合生产能力,最好选择晴好天气做净光合速率的测定,并于9:00~11:00左右测定.可根据单位时间O2的______(填“产生量”或“释放量”)衡量净光合速率.在叶肉细胞中消耗O2的部位是______.
(2)图1显示,萌发后,叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞______的结果.在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,______逐渐增强;二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的______增加较少.
(3)光补偿点是指当光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度.在光补偿点能产生ATP的细胞器有______.由图2可知,寒富苹果叶片的光补偿点与______(因素)有关.随着叶片的发育,寒富苹果果树对弱光的利用能力______(填“增强”或“减弱”).
正确答案
解:(1)净光合速率的测定可根据的单位时间O2释放量来衡量净光合速率.在叶肉细胞中消耗O2的部位是线粒体内膜.
(2)图1显示,萌发后,叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞增殖与分化的结果,在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,光合作用逐渐增强,二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的细胞呼吸增加量较少.
(3)在光补偿点能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体,由图2可知,寒富苹果叶片的光补偿点与叶片萌芽后时间(叶龄)有关,随着叶片的发育,寒富苹果果树对弱光的利用能力增强.
故答案为:
(1)释放量 线粒体内膜
(2)增殖与分化 光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)
(3)线粒体和叶绿体 叶片萌芽后时间(叶龄) 增强
解析
解:(1)净光合速率的测定可根据的单位时间O2释放量来衡量净光合速率.在叶肉细胞中消耗O2的部位是线粒体内膜.
(2)图1显示,萌发后,叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞增殖与分化的结果,在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,光合作用逐渐增强,二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的细胞呼吸增加量较少.
(3)在光补偿点能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体,由图2可知,寒富苹果叶片的光补偿点与叶片萌芽后时间(叶龄)有关,随着叶片的发育,寒富苹果果树对弱光的利用能力增强.
故答案为:
(1)释放量 线粒体内膜
(2)增殖与分化 光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)
(3)线粒体和叶绿体 叶片萌芽后时间(叶龄) 增强
(2015秋•石河子校级期末)下列条件下,改变哪一项与提高农作物的产量关系不大?( )
正确答案
解析
解:A、增加空气中氧气含量对提高农作物的产量关系不大,A正确;
B、适当提高温度,可增强光合作用酶的活性,有利于提高农作物的产量,B错误;
C、适当增加空气中CO2的含量,光合作用强度会随之增强,有利于提高农作物的产量,C错误;
D、适当增加光照强度,光合作用强度会随之增强,有利于提高农作物的产量,D错误.
故选:A.
(1)为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,实验结果如图1所示.请回答:
①与D点相比,B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是______,C点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是______.
②图示实验结果表明,土壤含水量在______(范围)的条件下施肥有效.肥料中的N、P等元素不足时,叶绿体中的______等物质合成减少,进而影响光合作用的效率.
(2)图2表示甲、乙两种草本植物的光合速率与光照强度的关系.
①当在______Klx光照强度条件下,甲植物固定CO2的速率为5mg/h•单位叶面积.
②乙植物在1天内(12小时白天,12小时黑夜),要使有机物积累量为正值,白天平均光照强度必须大于______Klx.
③甲、乙两种植物相比,______更适合在林荫环境下生长.
④甲种植物迁入一生态系统后,种群数量增长速率随时间变化如图3,则甲种植物数量呈______型增长,在______时间点其种群数量达到最多.
正确答案
解:(1)①B点与D点相比,含水量相同、均施肥,因此B点条件下限制光合作用强度的因素是光照强度;C点是两线重合的部位,因此施肥与不施肥、光照强度对C点光合作用强度无影响,与D点相比,不同的条件为两点的含水量不同,因此C点条件下限制光合作用强度的因素是土壤水分含量.
②在土壤含水量在小于等于40%,施肥与不施肥对光合作用强度无影响,但是在土壤含水量在40%~60%的条件下,施肥的玉米光合作用强度明显增强.影响光合作用的因素中有矿质元素的含量.由于元素组成化合物,色素中的叶绿素组成元素中含有N、P,ATP中含有N和P,酶大多数是蛋白质,肯定含有N元素,因此肥料中的N、P等元素不足时,这些物质的合成减少,进而影响光合作用的效率.
(2)①固定CO2的速率=净光合速率+呼吸速率.图2曲线中,甲植物的呼吸速率为2mg/h•单位叶面积,当在8Klx光照强度条件下其净光合速率为3mg/h•单位叶面积,即表示甲植物固定CO2的速率为5mg/h•单位叶面积.
②乙植物在1天内(12小时白天,12小时黑夜),要使有机物积累量为正值,即表示有机物积累量大于0.有机物积累量=白天光合作用积累量-夜间呼吸作用消耗,曲线中看出乙植物的呼吸速率为1mg/h•单位叶面积,则白天净光合速率应大于1,对应图可以看出白天平均光照强度必须大于4Klx.
③图2曲线可以看出,乙植物的光补偿点和光饱和点均低,因此属于阴生植物,则甲植物为阳生植物,因此乙植物更适宜在林荫下生长.
④图3中种群增长率由0逐渐增加到最大值,然后由逐渐下降到0,该种群应呈现出“S”型增长趋势.图中在t2时间点种群增长率下降为0,即表示种群数量不再增长,说明其种群数量达到最多,即K值.
故答案为:
(1)①光照强度(或光强) 土壤含水量(或水分)
②40%~60% 色素、酶、ATP
(2)①8 ②4 ③乙 ④S t2
解析
解:(1)①B点与D点相比,含水量相同、均施肥,因此B点条件下限制光合作用强度的因素是光照强度;C点是两线重合的部位,因此施肥与不施肥、光照强度对C点光合作用强度无影响,与D点相比,不同的条件为两点的含水量不同,因此C点条件下限制光合作用强度的因素是土壤水分含量.
②在土壤含水量在小于等于40%,施肥与不施肥对光合作用强度无影响,但是在土壤含水量在40%~60%的条件下,施肥的玉米光合作用强度明显增强.影响光合作用的因素中有矿质元素的含量.由于元素组成化合物,色素中的叶绿素组成元素中含有N、P,ATP中含有N和P,酶大多数是蛋白质,肯定含有N元素,因此肥料中的N、P等元素不足时,这些物质的合成减少,进而影响光合作用的效率.
(2)①固定CO2的速率=净光合速率+呼吸速率.图2曲线中,甲植物的呼吸速率为2mg/h•单位叶面积,当在8Klx光照强度条件下其净光合速率为3mg/h•单位叶面积,即表示甲植物固定CO2的速率为5mg/h•单位叶面积.
②乙植物在1天内(12小时白天,12小时黑夜),要使有机物积累量为正值,即表示有机物积累量大于0.有机物积累量=白天光合作用积累量-夜间呼吸作用消耗,曲线中看出乙植物的呼吸速率为1mg/h•单位叶面积,则白天净光合速率应大于1,对应图可以看出白天平均光照强度必须大于4Klx.
③图2曲线可以看出,乙植物的光补偿点和光饱和点均低,因此属于阴生植物,则甲植物为阳生植物,因此乙植物更适宜在林荫下生长.
④图3中种群增长率由0逐渐增加到最大值,然后由逐渐下降到0,该种群应呈现出“S”型增长趋势.图中在t2时间点种群增长率下降为0,即表示种群数量不再增长,说明其种群数量达到最多,即K值.
故答案为:
(1)①光照强度(或光强) 土壤含水量(或水分)
②40%~60% 色素、酶、ATP
(2)①8 ②4 ③乙 ④S t2
在适宜的条件下,测定光照强度对植物光合作用速率的影响.图甲表示实验组的装置;图乙表示在不同光照强度下由装置甲测得的植物叶片光合作用速率;图丙是该植物光合作用部分过程图解,其中A、B、C表示三种化合物,a、b表示两个生理过程.请据图回答.
(1)图甲中B瓶中的液体可能是一定浓度的______;若实验在开始之前U型管的C、D两管内有色液体液面等高,然后立即放置于强度为2千勒司的光照下1小时.则甲图中U型管的C、D两管中的液面位置情况是______.
(2)图乙中光照强度为4Klx时每100cm2叶片每小时有机物(假设产物是葡萄糖)增重______mg(保留1位小数).F点以后,影响光合作用速率的因素可能是______.
(3)若将甲图的A瓶植株除去,在B瓶中加入离体的叶绿体为实验材料,则在光照强度为8Klx时,每100cm2叶片每小时产生O2______mg.
(4)图丙中的过程发生在叶绿体的______.若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中,叶片气孔将逐渐关闭,此时叶肉细胞内B物质含量的变化是______.
正确答案
解:(1)图甲中的植物进行光合作用,需要光合作用的原料二氧化碳,图中B装的是碳酸氢钠,目的是为植物进行光合作用提供二氧化碳;根据图乙,在光照强度为2千勒司的时候,氧气既不吸收也不释放,说明光合作用强度等于呼吸作用强度,所以图甲内的气体的体积不会增加,液面位置不变.
(2)在光照强度为4千勒司的时候,净光合作用强度为6mgO2/100cm2叶片•小时,根据光合作用的方程式可知:每100cm2叶片每小时有机物(假设产物是葡萄糖)增重:180×6÷(6×32)≈5.6mg.在F点和F点以后,在增加光照强度,光合作用强度不再增加,所以光照强度不再影响光合作用强度,影响因素可能是CO2浓度、温度等.
(3)在B瓶中加入离体的叶绿体为实验材料后,植物不再进行呼吸作用,而植物真正的光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,在光照强度为8Klx时,每100cm2叶片每小时氧气为12mg+6mg=18mg.
(4)图丙是暗反应过程,发生在叶绿体基质中,若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中,叶片气孔将逐渐关闭,导致二氧化碳吸收减少,这将抑制暗反应过程中的二氧化碳固定,而三碳化合物还原反而增强,从而使叶肉细胞内三碳化合物含量下降.
故答案为:
(1)碳酸氢钠 不变(或液面等高)
(2)5.6 CO2浓度、温度等
(3)18
(4)基质 下降
解析
解:(1)图甲中的植物进行光合作用,需要光合作用的原料二氧化碳,图中B装的是碳酸氢钠,目的是为植物进行光合作用提供二氧化碳;根据图乙,在光照强度为2千勒司的时候,氧气既不吸收也不释放,说明光合作用强度等于呼吸作用强度,所以图甲内的气体的体积不会增加,液面位置不变.
(2)在光照强度为4千勒司的时候,净光合作用强度为6mgO2/100cm2叶片•小时,根据光合作用的方程式可知:每100cm2叶片每小时有机物(假设产物是葡萄糖)增重:180×6÷(6×32)≈5.6mg.在F点和F点以后,在增加光照强度,光合作用强度不再增加,所以光照强度不再影响光合作用强度,影响因素可能是CO2浓度、温度等.
(3)在B瓶中加入离体的叶绿体为实验材料后,植物不再进行呼吸作用,而植物真正的光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,在光照强度为8Klx时,每100cm2叶片每小时氧气为12mg+6mg=18mg.
(4)图丙是暗反应过程,发生在叶绿体基质中,若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中,叶片气孔将逐渐关闭,导致二氧化碳吸收减少,这将抑制暗反应过程中的二氧化碳固定,而三碳化合物还原反而增强,从而使叶肉细胞内三碳化合物含量下降.
故答案为:
(1)碳酸氢钠 不变(或液面等高)
(2)5.6 CO2浓度、温度等
(3)18
(4)基质 下降
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,结果如图所示,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从8:30至9:00这一段可以看出,晴天的时候绿萝的净光合作用上升很快,而阴天时则下降,由此可知,限制图中a-b段叶片光合速率的主要环境因素是光照强度,A错误;
B、图中c-d对应时段,绿萝的净光合作用大于0的区段远远多于小于0的区段,所以植物体内有机物总量的变化情况应该是增加,B正确;
C、晴天时净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是蒸腾作用失水过多,叶片气孔关闭,二氧化碳吸收受到影响而影响了暗反应,C错误;
D、图中f点时叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,可以参考b点说明此时的光合速率并没有完全停止,D错误.
故选:B.
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