- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
某研究小组研究环境因素对光合作用和呼吸作用影响．结合所给材料，分析回答相关问题．
（1）图一表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对番茄的光合作用速率和呼吸作用速率
影响的曲线．由图一可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与______有关的酶对高温更为敏感．
（2）金鱼藻在适宜条件下进行光合作用而繁殖很快．图二表示在相同培养液中，以图中的装置Ⅰ和Ⅱ（密封环境）分别培养金鱼藻，将两个装置都放在阳光下，一定时间后，观察装置Ⅰ和Ⅱ发生的变化．由图二可知，与C相比，B试管中金鱼藻繁殖速度快，其原因是______．
（3）图三表示将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果表明，在______条件下施肥效果最为明显．
（4）图二的A装置还可用于酿酒，用葡萄酿制果酒时，不可过度清洗葡萄，原因是______．若要将其中的微生物纯化，则培养基与MS培养基的最大区别是______；纯化血红蛋白的有效方法是______．
正确答案
解：（1）图中可以看出，光合作用的最适温度为30℃，超过该温度后，光合作用强度开始下降，而呼吸作用在42℃是最强，因此光合作用有关的酶对髙温更为敏感．
（2）因为A瓶中酵母菌的呼吸作用产生CO2能供给B瓶小球藻进行光合作用；而D瓶中乳酸菌无氧呼吸产生的是乳酸，不能为小球藻提供二氧化碳，因此小球藻的光合作用较弱，C试管中小球藻繁殖速度比B试管慢．
（3）图丙中显示，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．
（4）用葡萄酿制果酒时，不可过度清洗葡萄，否则会将葡萄糖皮上的野生型酵母菌洗掉．微生物纯化培养基与MS培养基的最大区别是MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素等微生物必需的营养物质；纯化血红蛋白的有效方法是凝胶色谱法．
故答案为：
（1）光合作用
（2）A中酵母菌发生呼吸作用产生二氧化碳，促进金鱼藻的光合作用，而D中乳酸菌发生呼吸作用不产生二氧化碳，金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢
（3）土壤含水量在40%-60%之间
（4）防止将葡萄糖皮上的野生型酵母菌洗掉 MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素等微生物必需的营养物质 凝胶色谱法
解析
解：（1）图中可以看出，光合作用的最适温度为30℃，超过该温度后，光合作用强度开始下降，而呼吸作用在42℃是最强，因此光合作用有关的酶对髙温更为敏感．
（2）因为A瓶中酵母菌的呼吸作用产生CO2能供给B瓶小球藻进行光合作用；而D瓶中乳酸菌无氧呼吸产生的是乳酸，不能为小球藻提供二氧化碳，因此小球藻的光合作用较弱，C试管中小球藻繁殖速度比B试管慢．
（3）图丙中显示，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．
（4）用葡萄酿制果酒时，不可过度清洗葡萄，否则会将葡萄糖皮上的野生型酵母菌洗掉．微生物纯化培养基与MS培养基的最大区别是MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素等微生物必需的营养物质；纯化血红蛋白的有效方法是凝胶色谱法．
故答案为：
（1）光合作用
（2）A中酵母菌发生呼吸作用产生二氧化碳，促进金鱼藻的光合作用，而D中乳酸菌发生呼吸作用不产生二氧化碳，金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢
（3）土壤含水量在40%-60%之间
（4）防止将葡萄糖皮上的野生型酵母菌洗掉 MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素等微生物必需的营养物质 凝胶色谱法
为探究植物光合作用速率与光照强度的变化关系，一小组成员设计了图A所示的由透明玻璃罩构成的小室．
（1）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是______（答两项）；装置刻度管中液滴移到最左点是在一天中的______点（答时间点）．
（2）在给以光照的某段时间内，用带有符号的刻度尺记录液滴的移动，获得以下数据：
该组实验数据是在B曲线的______段获得的．
（3）图B中e点与d点相比，相同时间内叶肉细胞C3的生成量______（多/少/相等），写出8-18点范围内光合作用与呼吸作用中占优势的生理活动反应式______．
（4）光照下，该组同学用装置A测得的气体体积变化量含义是______．为测定该植物真正光合作用的速率，应设置的对照组为：______．
若测得单位时间内，实验组读数为x，对照组读数为y（实验开始时，起点读数均在0刻度处），则该植物真正光合作用的速率是______．
正确答案
解：（1）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在氧气不断消耗的过程中液滴会左移．图B中c点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将释放氧气，所以c点时储存氧气最低点，即8点．
（2）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐增加，在B曲线上所对应的区段是cd或ef．
（3）e点与d点相比，e点由于白天光照过强、温度过高导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，因此二氧化碳固定减少，那么C3的生成量就少．8-18点范围内，氧气释放速率大于0，说明光合作用大于呼吸作用，因此写出光合作用反应式即可．
（4）光照下，该组同学用装置A测得的气体体积变化量含义是光合作用释放的氧气量，该值表示的是净光合作用量．如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为X，对照组读数为Y，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=x-y（或x+|y|）．
故答案为：
（1）光照强度、温度 8
（2）cd 或 ef
（3）少 CO2+H2O 
（4）光合作用释放的氧气量 设置与A完全相同的一组进行遮光处理； x-y（或x+|y|）
解析
解：（1）影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度．装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在氧气不断消耗的过程中液滴会左移．图B中c点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将释放氧气，所以c点时储存氧气最低点，即8点．
（2）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐增加，在B曲线上所对应的区段是cd或ef．
（3）e点与d点相比，e点由于白天光照过强、温度过高导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，因此二氧化碳固定减少，那么C3的生成量就少．8-18点范围内，氧气释放速率大于0，说明光合作用大于呼吸作用，因此写出光合作用反应式即可．
（4）光照下，该组同学用装置A测得的气体体积变化量含义是光合作用释放的氧气量，该值表示的是净光合作用量．如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．测得单位时间内，实验组读数为X，对照组读数为Y，该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=x-y（或x+|y|）．
故答案为：
（1）光照强度、温度 8
（2）cd 或 ef
（3）少 CO2+H2O
（4）光合作用释放的氧气量 设置与A完全相同的一组进行遮光处理； x-y（或x+|y|）
分析有关植物光合作用和呼吸作用的材料，回答下列问题．
甲图表示某绿色植物的细胞代谢状况，乙图表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系，丙图是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线．分析回
答下列问题
（1）甲图所示的该植物细胞代谢情况出现在乙图的______．
（2）乙图中的a点表示______．当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时，叶绿体中ATP的移动方向是______．
（3）在光照强度大于______klx时，植物才会表现出生长现象．在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则24小时内每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为______ mg．
（4）若乙图曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点如何变化？______．
（5）由丙图可知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是______ 点，光合速率与呼吸速率相等的点是______，j点与e点相比植物体内有机物含量发生了什么变化？______．
正确答案
解：（1）从甲图中可以看出，叶绿体除了吸收线粒体提供的二氧化碳，还从细胞外吸收二氧化碳，说明此时光合作用大于呼吸作用．乙图中的C点表示光补偿点，即光合作用等于呼吸作用强度，因此甲图所示的该植物细胞代谢情况出现在乙图的C点以后．
（2）乙图中的a点表示在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用．图乙中的b点表示此时呼吸作用大于光合作用，而叶绿体中的ATP是光反应生成的，它将用于暗反应，即ATP会从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质．
（3）从乙图可以看出，乙图为光照强度与光合速率的关系，光照为2KLX是植物的净光合速率为零，这个点叫光补偿点，也就是到达这个光照强度，植物的光合速率等于呼吸速率，植物要生长必须光合作用大于呼吸作用． 从乙图可知，光照强度为8KLX时，植物的净CO2吸收速率为12mg/100m2*h，则9h内CO2净吸收为12×9=108mg，只需要再减去黑暗处15h释放的CO2的量即可；从乙图可看出植物的呼吸速率为6mg/100m2*h，则黑暗中释放的CO2为6×15=90mg，因此24小时内植物吸收的CO2为108-90=18mg．
（4）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如果将温度提高到30℃，植物的光合作用减弱，而呼吸作用会增强，此时的光补偿点将会右移．
（5）丙图中纵轴表示的是温室中二氧化碳的量，光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，因此二氧化碳量最少是就是氧气积累最多时．丙图中f点和h点为光合作用的光补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等．j点与e点相比二氧化碳量升高，即有机物分解的多，有机物含量减少．
故答案为：（9分）
（1）c点以后（不含c点） 或者＞c
（2）在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用 从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质
（3）2 18 （4）右移 （5）h f、h 减少
解析
解：（1）从甲图中可以看出，叶绿体除了吸收线粒体提供的二氧化碳，还从细胞外吸收二氧化碳，说明此时光合作用大于呼吸作用．乙图中的C点表示光补偿点，即光合作用等于呼吸作用强度，因此甲图所示的该植物细胞代谢情况出现在乙图的C点以后．
（2）乙图中的a点表示在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用．图乙中的b点表示此时呼吸作用大于光合作用，而叶绿体中的ATP是光反应生成的，它将用于暗反应，即ATP会从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质．
（3）从乙图可以看出，乙图为光照强度与光合速率的关系，光照为2KLX是植物的净光合速率为零，这个点叫光补偿点，也就是到达这个光照强度，植物的光合速率等于呼吸速率，植物要生长必须光合作用大于呼吸作用． 从乙图可知，光照强度为8KLX时，植物的净CO2吸收速率为12mg/100m2*h，则9h内CO2净吸收为12×9=108mg，只需要再减去黑暗处15h释放的CO2的量即可；从乙图可看出植物的呼吸速率为6mg/100m2*h，则黑暗中释放的CO2为6×15=90mg，因此24小时内植物吸收的CO2为108-90=18mg．
（4）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如果将温度提高到30℃，植物的光合作用减弱，而呼吸作用会增强，此时的光补偿点将会右移．
（5）丙图中纵轴表示的是温室中二氧化碳的量，光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，因此二氧化碳量最少是就是氧气积累最多时．丙图中f点和h点为光合作用的光补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等．j点与e点相比二氧化碳量升高，即有机物分解的多，有机物含量减少．
故答案为：（9分）
（1）c点以后（不含c点） 或者＞c
（2）在光照强度为零时，植物只进行呼吸作用 从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质
（3）2 18 （4）右移 （5）h f、h 减少
某研究小组以某植物的成熟绿叶组织为实验材料，进行有关光合作用的研究．
（1）取该植物成熟绿叶组织中叶肉细胞10g，将其中的叶绿体和线粒体提取并分离，再进行实验研究．
①在提取并分离叶肉细胞中的叶绿体和线粒体实验过程中，首先须将10g叶肉细胞置于含______的酶解液中，待酶解液转为______色后再进行离心分离．
②在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量（图1A）和呼吸作用中CO2的释放量（图1B）．假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h后，再移到温度也为30℃的暗处，此10克叶肉组织24h能积累的葡萄糖是______ μg；如果其他条件不变，仅将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则能积累葡萄糖是______ μg，此实验的研究结果对农业生产实践的启示是______．（保留二位小数）
（2）将该植物成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给以适宜光照，在不同CO2浓度下测定光合作用效率．图2为光合作用增长率随CO2浓度升高的变化的情况，A至E是曲线上的点，请分析回答：
①图2中光合作用增长率最大的是______段．
②请在该图上添加光合作用速率随CO2浓度变化的趋势图．
③据图2分析，光合速率最快的是______点所对应的值，此时若要想进一步提高光合速率，可采取的有效措施有______；______．（列举两点）
正确答案
解：（1）①在提取并分离叶肉细胞中的叶绿体和线粒体实验过程中，首先需先将细胞壁破坏，所以首先要用纤维素酶处理，直到出现绿色即可以进行分离了；
②据图分析：在叶绿体和线粒体离体的条件下图1A表示在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量为8×10=80μg，再移到温度也为30℃的暗处细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×24=36μg，则净光合作用吸收的二氧化碳为80-36=44μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是30μg；如果将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×10+0.75×14=25.5μg，净光合作用吸收的二氧化碳为80-25.5=54.5μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是37.16μg，解题过程如图．此实验的研究结果对农业生产实践的启示是昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量．
（2）①该图为光合作用增长率曲线，图中光合作用增长率最大的是最高点CD段；
②光合作用速率随CO2浓度变化的曲线应依据原光合作用增长率曲线的特点来画，AB段增长的慢斜率较小，BC段增长率开始加快斜率逐渐增大，到CD段光合速率增长最快斜率最大，DE段增长率减小斜率减小，E点以后保持平衡；
③析图可知，从A到E增长率一直在增加，所以光合速率最快的是E点，此时若要想进一步提高光合速率，可采取的有效措施有提高光照强度、适当提高温度．
故答案为：（1）①纤维素酶 绿
②30 37.16 昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量
（2）①CD
②如图
③E 提高光照强度 适当提高温度．
解析
解：（1）①在提取并分离叶肉细胞中的叶绿体和线粒体实验过程中，首先需先将细胞壁破坏，所以首先要用纤维素酶处理，直到出现绿色即可以进行分离了；
②据图分析：在叶绿体和线粒体离体的条件下图1A表示在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量为8×10=80μg，再移到温度也为30℃的暗处细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×24=36μg，则净光合作用吸收的二氧化碳为80-36=44μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是30μg；如果将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×10+0.75×14=25.5μg，净光合作用吸收的二氧化碳为80-25.5=54.5μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是37.16μg，解题过程如图．此实验的研究结果对农业生产实践的启示是昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量．
（2）①该图为光合作用增长率曲线，图中光合作用增长率最大的是最高点CD段；
②光合作用速率随CO2浓度变化的曲线应依据原光合作用增长率曲线的特点来画，AB段增长的慢斜率较小，BC段增长率开始加快斜率逐渐增大，到CD段光合速率增长最快斜率最大，DE段增长率减小斜率减小，E点以后保持平衡；
③析图可知，从A到E增长率一直在增加，所以光合速率最快的是E点，此时若要想进一步提高光合速率，可采取的有效措施有提高光照强度、适当提高温度．
故答案为：（1）①纤维素酶 绿
②30 37.16 昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量
（2）①CD
②如图
③E 提高光照强度 适当提高温度．
正确答案
解析
解：A、根据分析当光照强度达到2000Lx时，氧气的释放量达到最大值17ml/小时，当光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，氧气的消耗量为6ml/小时．根据净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率，可知每小时光合作用所产生的氧气量为17+6=23ml/小时，A错误；
B、当光照强度为2000lx时，限制该植物光合速率的环境因素为CO2浓度、温度等，而此时光照强度不属于限制因素，B错误；
C、当植物缺镁时，植物的叶绿素的含量下降，光合作用确定强度下降，因此M点将会右移，C正确；
D、在M点，该植物既产生O2，也消耗O2，并且产生量和消耗量相等，D错误．
故选：C．
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