- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
黑藻在我国是一种比较常见的水生植物．因其取材方便，常作为生物学实验的材料．下图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间气体交换，图丁表示光强度与光合作用速率的关系．请据图回答：
（1）图丙中光反应发生[]______中，在光反应中的能量变化是______．
（2）图丁中曲线的意义是：______．
（3）如图甲所示，如果适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内黑藻放出的气泡数量______（填“增加”、“减少”或“不变”）．
（4）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，对应图丁曲线中______．
（5）如果A点时CO2释放量为a µmo1/m2•s，C点时的CO2吸收量为b µmo1/m2•s，则在C点时O2的产生量为______µmo1/m2•s．
（6）图丁中限制A～C段黑藻的光合速率的主要因素是______．
（7）将黑藻放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标．实验结果如下表所示：
1）该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高．其原因是______．
2）若在昼夜不停的光照下，则该植物生长的最适宜温度是______，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为______．（用CO2吸收量表示）
3）每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，该植物______（能，否）生长．
4）根据表中数据，在答卷纸上的坐标图中绘出光合作用消耗CO2的总量与温度之间关系的曲线．
正确答案
[a]类囊体
光能→NADPH、ATP中活跃的化学能
在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加，但超过光饱合点（超过一定范围）后，光合速率不再增大
增加
B点以后
a+b
光强度
一定范围内，酶的活性随温度的升高而增强
25℃
6.5mg/h
能
解析
解：（1）图丙中光反应的场所是类囊体薄膜上，光反应中能量的变化为光能转变成NADPH、ATP中活跃的化学能．
（2）图丁中曲线的意义是在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加，但超过光饱合点（超过一定范围）后，光合速率不再增大．
（3）对于图甲实验当适当缩短光源与实验装置的距离（假设温度不变），相当于光照强度增强，光合作用增强，因此单位时间内黑藻放出的气泡数量会增加．
（4）图丙中向细胞为释放氧气，说明光合作用大于呼吸作用强度，故是图丁中B点以后．
（5）氧气产生量是真光合作用是净光合作用和呼吸作用之和，故是a+b．
（6）图丁中曲线表示在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，但超过一定的范围（光饱和点）后，光合速率不再增加说明在AC上限制光合作用强度的因素是光强度．
（7）
1）随着温度的不断提高，酶的活性逐渐升高，因此黑藻的光合速率不断增强．
2）表格中，25℃时，黑藻的净光合作用量为3.75mg/h，为最大值，因此此温度最适宜．在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为3.00+3.50=6.5mg/h．
3）每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，黑藻的CO2吸收总量=3.53×12-3.00×12=6.36，因此在此条件下，黑藻能生长．
4）根据表中数据，在答卷纸上的坐标图中绘出光合作用消耗CO2的总量与温度之间关系的曲线，如图所示：
故答案为：
（1）[a]类囊体 光能→NADPH、ATP中活跃的化学能
（2）在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加，但超过光饱合点（超过一定范围）后，光合速率不再增大
（3）增加
（4）B点以后
（5）a+b
（6）光强度
（7）1）一定范围内，酶的活性随温度的升高而增强
2）25℃6.5mg/h
3）能
4）如图
如图所示，在适宜温度下某农作物CO2吸收量随环境CO2浓度变化的曲线．该图可以表明（注：lx为光照强度单位勒克斯）（ ）
正确答案
解析
解：A、由图可知，在一定的二氧化碳浓度范围内，随二氧化碳浓度增加，光合作用增加，但达到某个值后，二氧化碳浓度增加但光合作用基本保持不变，A错误；
B、植物利用二氧化碳浓度进行光合作用有个最低浓度，a点时二氧化碳浓度为0，故植物不在进行光合作用，B正确；
C、b点时二氧化碳吸收量为0，此时光合作用与呼吸作用相等，C错误；
D、b点前后影响光合作用强度的主要因素都是二氧化碳浓度，当二氧化碳吸收量保持不变时开始，以后影响因素是光照强度，D错误．
故选：B．
寒假期间，某中学生物兴趣小组同学探究了不同CO2浓度对番茄幼苗生长的影响，数据分析如下：图1所示番茄幼苗光合作用强度增长率随外界CO2浓度变化曲线图；图2所示番茄幼苗某叶肉细胞在外界CO2浓度分别为a、b、c、d时，单位时间内叶肉细胞CO2释放量和叶绿体O2产生总量的变化图；实验过程中，其他环境条件均适宜．
（1）据图1回答，在D点时，番茄幼苗叶肉细胞中消耗[H]的场所有______，限制D点光合作用速率的主要环境因素是______；C点和B点相比，叶绿体中ADP的含量______（填“较低”“相等”或“较高”）．
（2）图2中，当CO2浓度为b时，叶肉细胞的光合作用强度增长率对应图1中的______段（用字母表示）；当CO2浓度为c时，单位时间内该叶肉细胞可释放______单位的氧气，一段时间后番茄幼苗生长表现为______（填“生长受抑制”、“不生长”或“正常生长”）．
（3）已知番茄幼苗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，将温度调节到30℃，图1中的D点将______（填“向左”或“向右”）移动；图2中c对应的柱状体高度将______（填“升高”或“降低”）．
正确答案
解：（1）图1表示光合作用强度增长率的变化，根据图解，D点时增长率为0，但此点时光合作用速率达到最大，植物可以同时进行光合作用和呼吸作用，故此点消耗[H]的生理过程是有氧呼吸第三阶段和光合作用暗反应，场所分别是线粒体内膜和叶绿体基质；根据曲线变化，该图表示的是二氧化碳浓度对光合作用增长率的影响，故D点时限制光合速率不再增加的因素是二氧化碳浓度以外的其它因素如光照强度等；C点和B点相比，二氧化碳浓度较高，故在光照强度一定的情况下，C点消耗ATP较高，故产生的ADP含量相对较高．
（2）从图2可知，根据二氧化碳浓度为a时，植物没有氧气产生即植物没有光合作用；二氧化碳浓度为b时，CO2释放量和O2生产总量相等，植物呼吸作用产生的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用；二氧化碳浓度为c时，植物未表现向外界释放二氧化碳，说明此时植物呼吸产生的二氧化碳全部被光合作用利用即光合作用速率大于呼吸速率；由此可判断在此过程中光合速率一直在增加，即对应图1中的AB段；根据二氧化碳浓度为a时，植物没有氧气产生即植物没有光合作用，故此时CO2释放量即为净呼吸速率也即氧气消耗量为6．所以c点时，O2产生量为6，消耗量也为6，故单位时间内该叶肉细胞可释放0单位的氧气；由于c点时植物白天光合作用速率和细胞呼吸速率相等，而晚上还要进行细胞呼吸消耗有机物，故长期处于此点，番茄的生长将受到抑制．
（3）已知该叶肉细胞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，将温度调节到30℃，此时呼吸作用将上升，产生更多的二氧化碳，由于D点时光合作用和呼吸作用相等，故此点条件下只需较低的二氧化碳即可满足光合需求即D点左移；c对应条件下，植物O2产生总量为6单位，将温度由叶肉细胞光合作用最适温度25℃升高到30℃后，叶肉细胞的光合作用变弱，对应O2产生总量会减少，则图2中c对应的柱状体高度将降低．
故答案为：
（1）线粒体内膜和叶绿体基质 光照强度 较高
（2）AB 0 生长受抑制
（3）向左 降低
解析
解：（1）图1表示光合作用强度增长率的变化，根据图解，D点时增长率为0，但此点时光合作用速率达到最大，植物可以同时进行光合作用和呼吸作用，故此点消耗[H]的生理过程是有氧呼吸第三阶段和光合作用暗反应，场所分别是线粒体内膜和叶绿体基质；根据曲线变化，该图表示的是二氧化碳浓度对光合作用增长率的影响，故D点时限制光合速率不再增加的因素是二氧化碳浓度以外的其它因素如光照强度等；C点和B点相比，二氧化碳浓度较高，故在光照强度一定的情况下，C点消耗ATP较高，故产生的ADP含量相对较高．
（2）从图2可知，根据二氧化碳浓度为a时，植物没有氧气产生即植物没有光合作用；二氧化碳浓度为b时，CO2释放量和O2生产总量相等，植物呼吸作用产生的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用；二氧化碳浓度为c时，植物未表现向外界释放二氧化碳，说明此时植物呼吸产生的二氧化碳全部被光合作用利用即光合作用速率大于呼吸速率；由此可判断在此过程中光合速率一直在增加，即对应图1中的AB段；根据二氧化碳浓度为a时，植物没有氧气产生即植物没有光合作用，故此时CO2释放量即为净呼吸速率也即氧气消耗量为6．所以c点时，O2产生量为6，消耗量也为6，故单位时间内该叶肉细胞可释放0单位的氧气；由于c点时植物白天光合作用速率和细胞呼吸速率相等，而晚上还要进行细胞呼吸消耗有机物，故长期处于此点，番茄的生长将受到抑制．
（3）已知该叶肉细胞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，将温度调节到30℃，此时呼吸作用将上升，产生更多的二氧化碳，由于D点时光合作用和呼吸作用相等，故此点条件下只需较低的二氧化碳即可满足光合需求即D点左移；c对应条件下，植物O2产生总量为6单位，将温度由叶肉细胞光合作用最适温度25℃升高到30℃后，叶肉细胞的光合作用变弱，对应O2产生总量会减少，则图2中c对应的柱状体高度将降低．
故答案为：
（1）线粒体内膜和叶绿体基质 光照强度 较高
（2）AB 0 生长受抑制
（3）向左 降低
为了探究光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，某校同学们进行了下列有关实验探究．作出假设：光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度有影响．以下是两组同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行探究得到的实验结果．
甲组：A植物在不同条件下单位时间内O2释放量（mL）
乙组：B植物在不同条件下单位时间内O2释放量（mL）
分析上述实验结果，并回答下列问题：
（1）甲组同学的实验方案中确定的自变量是______，实验中他们必须控制的主要无关变量是______；
（2）______植物更适合在CO2浓度较低时生存；
（3）在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制______植物正常生长的主要生态因素；
（4）当A植物在灯泡功率为100W时，采取______措施更有利于显著提高光合作用强度；
（5）某大棚蔬菜生产基地在种植蔬菜时，棚内还种植了一些蘑菇，结果发现蔬菜的产量有了明显提高．请利用上述实验结果说明其中的道理______；
（6）表中测得的O2释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为：______．
正确答案
解：（1）实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO2浓度，因此实验的其它变量均为无关变量，包括温度、含水量等条件．
（2）对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，A植物在光照逐渐增强的情况下，低浓度二氧化碳条件与高浓度二氧化碳条件氧气的释放量差距越来越大，而B植物基本没有差距，因此B植物更适合在CO2浓度较低时生存．
（3）表格中可以看出，B植物在CO2浓度为0.1%和0.03%的条件下，氧气的释放量区别不大，而光照弱和光照强的两种条件下，氧气的释放量差异很大，两者之间的差值达到100ml左右；而A植物不同二氧化碳浓度条件下氧气的释放量差异很大，光照弱和光照强的两种条件下，氧气的释放量最大差值为50ml左右，因此在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制B植物正常生长的主要因素．
（4）分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100W、CO2浓度为0.03%时的氧气释放量为CO2浓度为0.1%时的将近一半，因此增大CO2浓度能显著提高光合作用强度．
（5）蘑菇是分解者，细胞呼吸产生CO2使大棚内CO2浓度升高，光合作用增强，可以使蔬菜的产量提高．
（6）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分，因此上表中测得的O2 释放量并非光合作用实际产生的氧气量，而是净光合作用量．
故答案为：
（1）光照强度、CO2 温度
（2）B
（3）B
（4）增大CO2浓度
（5）蘑菇是分解者，细胞呼吸产生CO2使大棚内CO2浓度升高，光合作用增强
（6）植物光合作用产生的O2会被自身的呼吸作用消耗掉一部分
解析
解：（1）实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO2浓度，因此实验的其它变量均为无关变量，包括温度、含水量等条件．
（2）对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，A植物在光照逐渐增强的情况下，低浓度二氧化碳条件与高浓度二氧化碳条件氧气的释放量差距越来越大，而B植物基本没有差距，因此B植物更适合在CO2浓度较低时生存．
（3）表格中可以看出，B植物在CO2浓度为0.1%和0.03%的条件下，氧气的释放量区别不大，而光照弱和光照强的两种条件下，氧气的释放量差异很大，两者之间的差值达到100ml左右；而A植物不同二氧化碳浓度条件下氧气的释放量差异很大，光照弱和光照强的两种条件下，氧气的释放量最大差值为50ml左右，因此在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制B植物正常生长的主要因素．
（4）分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100W、CO2浓度为0.03%时的氧气释放量为CO2浓度为0.1%时的将近一半，因此增大CO2浓度能显著提高光合作用强度．
（5）蘑菇是分解者，细胞呼吸产生CO2使大棚内CO2浓度升高，光合作用增强，可以使蔬菜的产量提高．
（6）植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸作用消耗掉一部分，因此上表中测得的O2 释放量并非光合作用实际产生的氧气量，而是净光合作用量．
故答案为：
（1）光照强度、CO2 温度
（2）B
（3）B
（4）增大CO2浓度
（5）蘑菇是分解者，细胞呼吸产生CO2使大棚内CO2浓度升高，光合作用增强
（6）植物光合作用产生的O2会被自身的呼吸作用消耗掉一部分
某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：用8株有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，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．实验结果统计如下表，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，则该实验组合探究______．
（2）序号2、4、6、8组成的实验组合中，实验自变量是______．
（3）序号2、4、6、8在实验前后二氧化碳含量的变化值表示______．
（4）在实验所给的温度条件下，______℃下的光合作用速率最大．
正确答案
温度对植物呼吸作用速率的影响
温度
光合作用消耗的CO2量与呼吸作用产生的CO2量的差值（光合作用从外界吸收的CO2量）
30
解析
解：（1）在1、3、5、7实验组合中，影响实验的因素即变量是温度，无关变量是光照强度、二氧化碳浓度等，所以该组实验研究的是温度对植物呼吸作用速率的影响．
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，由于没有光照，所以研究的目的是温度对植物呼吸作用强度的影响，实验的自变量是温度．
（3）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，由于没有光照，所以研究的目的是温度对植物呼吸作用强度的影响．在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．
（4）分析表格数据，起始时二氧化碳浓度是一样的，反应结束后，在30度条件下，二氧化碳的浓度最少，说明在此温度下，植物的光合速率最大．
故答案为：
（1）温度对植物呼吸作用速率的影响
（2）温度
（3）光合作用消耗的CO2量与呼吸作用产生的CO2量的差值（光合作用从外界吸收的CO2量）
（4）30
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