- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
在绵阳江油市西北的观雾山自然保护区深山中，即使是天寒地冻，有种野草也能花繁叶茂，生机蓬勃．它就是被誉为“植物王国大熊猫”的濒危物种--距瓣尾囊草．下表为科研工作者研究环境因素对距瓣尾囊草光合作用影响的实验结果（假设细胞呼吸不受光照和C02浓度影响）．回答下列问题：
（1）距瓣尾囊草叶肉细胞吸收的光能主要通过______为C3还原提供能量，还原产物可进一步形成的储能物质是______．
（2）A组实验的目的是测定______，D组实验条件下，叶绿体中相关酶最适温度的范围是______．
（3）C组实验中，C02浓度属于实验变量中的______．若昼夜等长，则C组中的距瓣尾囊草栽培温度条件应该是______才能保证其正常生长．
（4）在相同温度条件下，实验条件由C组变为B组时，短时间内距瓣尾囊草叶肉细胞的叶绿体中C3含量会______（填“上升”、“下降”或“不变”）．
正确答案
解：（1）光合作用过程中三碳化合物还原需要光反应中水的光解合成的ATP提供能量．植物细胞内三碳化合物还原产物可进一步形成的储能物质是淀粉或脂肪．
（2）据表分析，A组实验是在黑暗条件下进行的，目的是测定不同温度细胞呼吸强度．D组实验条件下，即不遮光，CO2浓度为1.0%，二氧化碳的吸收速率在25-30℃最高，所以叶绿体中相关酶最适温度的范围是20-30℃．
（3）C组实验中，自变量是温度，C02浓度属于实验变量中的无关变量．若昼夜等长，距瓣尾囊草的活性强度随温度升高而升高，净光合速率+呼吸速率＞0植物才能正常生长，根据表中数据可知，则C组中的距瓣尾囊草栽培温度条件应该是低于20℃才能保证其正常生长．
（4）在相同温度条件下，实验条件由C组变为B组时，光照减弱，光反应也减弱，短时间内三碳化合物的还原受阻，其来源不变，最终导致三碳化合物的含量上升．
故答案为：
（1）ATP 淀粉或脂肪
（2）不同温度细胞呼吸强度 20-30℃
（3）无关变量 低于20℃
（4）上升
解析
解：（1）光合作用过程中三碳化合物还原需要光反应中水的光解合成的ATP提供能量．植物细胞内三碳化合物还原产物可进一步形成的储能物质是淀粉或脂肪．
（2）据表分析，A组实验是在黑暗条件下进行的，目的是测定不同温度细胞呼吸强度．D组实验条件下，即不遮光，CO2浓度为1.0%，二氧化碳的吸收速率在25-30℃最高，所以叶绿体中相关酶最适温度的范围是20-30℃．
（3）C组实验中，自变量是温度，C02浓度属于实验变量中的无关变量．若昼夜等长，距瓣尾囊草的活性强度随温度升高而升高，净光合速率+呼吸速率＞0植物才能正常生长，根据表中数据可知，则C组中的距瓣尾囊草栽培温度条件应该是低于20℃才能保证其正常生长．
（4）在相同温度条件下，实验条件由C组变为B组时，光照减弱，光反应也减弱，短时间内三碳化合物的还原受阻，其来源不变，最终导致三碳化合物的含量上升．
故答案为：
（1）ATP 淀粉或脂肪
（2）不同温度细胞呼吸强度 20-30℃
（3）无关变量 低于20℃
（4）上升
某科研小组对黄瓜幼苗代谢问题进行了探究．将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别置于人工气候室中，控制不同条件培养（其他条件适宜）．一段时间后，测得黄瓜幼苗叶片的叶绿素a、b含量及其他相关数据如表．请回答：
（注：光的补偿点是植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值；光合作用不再随光照增强而加快时的光照强度，就是光合作用的光饱和点；乙、丙两组的弱光照均为15%的正常光照；丙组减少供水为50%的正常供水）
（1）为验证黄瓜幼苗叶片色素含量的变化情况，可用无水乙醇提取黄瓜幼苗叶片色素，然后利用______（填试剂）分离所提取的色素．
（2）表中甲、乙二组实验中的实验变量是______，植物出现光饱和现象的原因是______．
（3）从表分析可知，乙、丙两组黄瓜幼苗的光合作用强度较强的是______，原因之一是该组黄瓜幼苗叶片内______，可以提升______，从而提高植株的光合作用．
（4）根据上述实验结果判断，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当______，以提高其光合作用强度．
（5）若大规模生产优质黄瓜种苗，可利用______原理，通过植物组织培养快速繁殖．
正确答案
解：（1）利用不同的色素在层析液中不同的溶解度，可以用利用纸层析法分离叶绿体中的色素．
（2）对比表中甲、乙二组实验时，两组都是在正常供水的情况下进行的，但是由于光照强度不同，表中各数据不同，因此可得知，两组实验变量是光照强度．比较表中的数据，发现由于强光下暗反应跟不上光反应，限制了光合速率随着光强的增加而提高，从而植物出现光饱和现象．
（3）从表分析可知，丙组黄瓜幼苗中叶绿素a、b含量较多，利于叶片对光能的捕获效率（或对光能的吸收、传递和转化效率），因此丙组黄瓜幼苗的光合作用强度较强．
（4）根据上述表格中数据显示，丙组中黄瓜幼苗的叶绿素a、b含量较多，因此当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当减少供水，以提高其光合作用强度．
（5）植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性．
故答案为：
（1）层析液
（2）光照强度 强光下暗反应跟不上光反应，限制了光合速率随着光强的增加而提高
（3）丙组 叶绿素a、b含量较多 叶片对光能的捕获效率（或对光能的吸收、传递和转化效率）
（4）减少供水
（5）植物细胞的全能性
解析
解：（1）利用不同的色素在层析液中不同的溶解度，可以用利用纸层析法分离叶绿体中的色素．
（2）对比表中甲、乙二组实验时，两组都是在正常供水的情况下进行的，但是由于光照强度不同，表中各数据不同，因此可得知，两组实验变量是光照强度．比较表中的数据，发现由于强光下暗反应跟不上光反应，限制了光合速率随着光强的增加而提高，从而植物出现光饱和现象．
（3）从表分析可知，丙组黄瓜幼苗中叶绿素a、b含量较多，利于叶片对光能的捕获效率（或对光能的吸收、传递和转化效率），因此丙组黄瓜幼苗的光合作用强度较强．
（4）根据上述表格中数据显示，丙组中黄瓜幼苗的叶绿素a、b含量较多，因此当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，可适当减少供水，以提高其光合作用强度．
（5）植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性．
故答案为：
（1）层析液
（2）光照强度 强光下暗反应跟不上光反应，限制了光合速率随着光强的增加而提高
（3）丙组 叶绿素a、b含量较多 叶片对光能的捕获效率（或对光能的吸收、传递和转化效率）
（4）减少供水
（5）植物细胞的全能性
以下几个关系图表中，错误的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、叶龄主要通过叶绿体中色素含量的变化影响光合作用，A正确；
B、光照强度通过影响光反应一定程度上提高光合效率，B正确；
C、温度的升高在一定程序上增大了光合效率，但温度过高会使叶片灼伤，降低光合作用效率，C错误；
D、CO2浓度的增加增强了暗应，提高了光合作用效率，但达到一定浓度后，CO2的固定会达到饱和，D正确．
故选：C．
正确答案
解析
解：A、由曲线图可以看出，不同温度条件下，光合作用速率是不一样的，相同温度下，不同二氧化碳浓度时，光合作用的速率也是不一样的，所以，光合作用同时受到温度和二氧化碳的浓度的影响，A正确；
B、曲线a在20℃影响的主要因素是温度低，使酶的活性低，45℃左右影响的主要因素是温度高使酶变性失活，B错误；
C、二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段，较高二氧化碳浓度，可以有利于光合作用暗反应的进行，C正确；
D、适宜温度和光照条件下，曲线b的光合作用速率明显低于曲线a，与曲线a相比，主要限制因素是二氧化碳的浓度，D正确．
故选：B
分析有关科学探究的资料，回答下列问题
研究表明，光质对植物光合作用具有重要的影响，不同植物对不同光质的反应不同．为研究光质对光合作用强度的影响，进行如下探究．
假设 不同光质处理下，莴苣和黄瓜叶片的光合作用强度存在差异．
实验步骤
①制备若干莴苣和黄瓜叶圆片，利用真空渗水法排除叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中备用．
②取烧杯8只，编号，各倒入30mL25℃左右的2%NaHCO3溶液．在1-4号烧杯中放入莴苣叶圆片5片，5-8号烧杯中放入黄瓜叶圆片5片，并使彼此分散不重叠．
③将8只烧杯分别放置在红光和蓝光下，光照强度相同，光照距离相等．每隔一定时间记录叶圆片上浮数．
结果如下表：
不同时间叶圆片上浮数的原始记录表
（1）统计叶圆片平均上浮时间，并填入表中空格．
（2）针对假设需要对原始数据进行统计处理，本实验记录的叶圆片上浮时间，需要计算______．依据处理后的数据画柱状图．
（3）用简要的文字分析实验结果，并得出结论．
分析______．
结论______．
（4）根据已有的光合作用知识，用1句话对本实验的结论做出1项可能的原因分析．______．
正确答案
解：（1）统计叶圆片平均上浮时间，只需计算出总上浮时间再除以叶圆片上浮数取平均数即可．如烧杯1中：（2×10+2×15+1×20）÷（2+2+1）=14，同理可得：烧杯2=13、烧杯3=18、烧杯4=17、烧杯5=17、烧杯6=18、烧杯7=11、烧杯8=12．据此填表即可．
（2）由（1）小题中数据可计算平均值，莴苣在红光（烧杯1和2）平均值是13.5，在蓝光下是17.5，黄瓜在红光下是17.5，在蓝光下是11.5，根据数值绘出柱状图．
（3）分析实验结果时要比较同种植物在不同光质下影响和同种光质对不同植物的影响两个方面，得出相应的结论．
（4）光合作用中，光能由色素吸收、传递和转化，因此回答时只需从光与色素的种类、含量等之间的关系这个角度去分析，答案合理即可．
故答案为：
（2）平均值
分析：实验结果显示，莴苣叶片在红光下的平均上浮时间短于蓝光下；黄瓜叶片在红光下的平均上浮时间长于蓝光下
结论：莴苣和黄瓜叶片在红光和蓝光下的光合作用强度存在差异．
不同的植物叶绿素含量不同；或植物的叶绿素与类胡萝卜素的含量比值不同；或植物的净光合速率不同；或光能控制叶绿素的合成；
解析
解：（1）统计叶圆片平均上浮时间，只需计算出总上浮时间再除以叶圆片上浮数取平均数即可．如烧杯1中：（2×10+2×15+1×20）÷（2+2+1）=14，同理可得：烧杯2=13、烧杯3=18、烧杯4=17、烧杯5=17、烧杯6=18、烧杯7=11、烧杯8=12．据此填表即可．
（2）由（1）小题中数据可计算平均值，莴苣在红光（烧杯1和2）平均值是13.5，在蓝光下是17.5，黄瓜在红光下是17.5，在蓝光下是11.5，根据数值绘出柱状图．
（3）分析实验结果时要比较同种植物在不同光质下影响和同种光质对不同植物的影响两个方面，得出相应的结论．
（4）光合作用中，光能由色素吸收、传递和转化，因此回答时只需从光与色素的种类、含量等之间的关系这个角度去分析，答案合理即可．
故答案为：
（2）平均值
分析：实验结果显示，莴苣叶片在红光下的平均上浮时间短于蓝光下；黄瓜叶片在红光下的平均上浮时间长于蓝光下
结论：莴苣和黄瓜叶片在红光和蓝光下的光合作用强度存在差异．
不同的植物叶绿素含量不同；或植物的叶绿素与类胡萝卜素的含量比值不同；或植物的净光合速率不同；或光能控制叶绿素的合成；
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