- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
夏季某天将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液并置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计．现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内从0点开始24小时内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线．若5时日出，19时日落．据图分析回答：
（1）如图显示，影响该植物光合作用的外界因素有______．
（2）一天24小时中，24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是______（填“增加”或“减少”“不变”）．
（3）D点时植物的光合作用强度______（填大于、等于、小于）呼吸作用强度．
（4）EF段说明此时植物光合作用速率______，（填“较快”或“较慢”）其原因最可能是______．
（5）BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是______；CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是______．
正确答案
解：（1）如图显示，影响光合作用的外界因素主要有光照强度、温度、CO2浓度等．
（2）分析题图可知，经过一昼夜后，二氧化碳的浓度H点低于A点，说明一昼夜中光合作用合成的有机物大于呼吸作用消耗的有机物，因此植物体有机物的量会增加．（3）D点的含义二氧化碳浓度既不上升也不下降，所以此时光合作用强度等于呼吸作用强度．
（4）图中EF段CO2浓度降低很慢，说明光合作用利用二氧化碳减少，光合速率减慢，很可能是中午光照过强、温度过高，导致气孔关闭，缺少CO2 ．
（5）由于在夜间只进行呼吸作用，因此二氧化碳都是由有氧呼吸产生，但是在凌晨2点以后，由于气温的降低，降低了有氧呼吸过程中呼吸酶的活性，导致二氧化碳产生速率减慢，所以BC段与AB段相比，曲线上升较缓．CD段与AB段相比，由于光合作用吸收了部分的CO2，所以曲线上升较缓．
故答案为：
（1）光照强度、温度、CO2浓度
（2）增加
（3）等于
（4）较慢 温度过高，气孔关闭，缺少CO2
（5）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2
解析
解：（1）如图显示，影响光合作用的外界因素主要有光照强度、温度、CO2浓度等．
（2）分析题图可知，经过一昼夜后，二氧化碳的浓度H点低于A点，说明一昼夜中光合作用合成的有机物大于呼吸作用消耗的有机物，因此植物体有机物的量会增加．（3）D点的含义二氧化碳浓度既不上升也不下降，所以此时光合作用强度等于呼吸作用强度．
（4）图中EF段CO2浓度降低很慢，说明光合作用利用二氧化碳减少，光合速率减慢，很可能是中午光照过强、温度过高，导致气孔关闭，缺少CO2 ．
（5）由于在夜间只进行呼吸作用，因此二氧化碳都是由有氧呼吸产生，但是在凌晨2点以后，由于气温的降低，降低了有氧呼吸过程中呼吸酶的活性，导致二氧化碳产生速率减慢，所以BC段与AB段相比，曲线上升较缓．CD段与AB段相比，由于光合作用吸收了部分的CO2，所以曲线上升较缓．
故答案为：
（1）光照强度、温度、CO2浓度
（2）增加
（3）等于
（4）较慢 温度过高，气孔关闭，缺少CO2
（5）夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2
（2015秋•玉山县校级月考）为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室人员将水稻幼苗固定于体积可变的无底透明反应瓶中进行实验，实验装置如下图一所示．
实验原理：该装置中水稻苗光合作用产生的气体，可使浮力增大，使天平指针发生偏转．
实验步骤：①调节天平平衡；②用100W的灯泡作为光源，先将灯泡置于距装置20厘米处，15分钟后观察并记录指针偏转方向和格数，③加大灯泡与装置间距离，过15分钟再观察记录；④连续重复步骤③．实验结果如上图二所示，请回答下列问题：
（1）图一中实验的无关变量是______ （写2种），自变量通过______ 进行调控．
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合作用强度较大的是______ 点．表示光合作用强度与呼吸作用强度相等的点是______．
②CD段形成的原因是______，与C点相比较，D点指针向______ 偏转．
③若连续实验则表示光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗到和实验开始时的氧气浓度相等的点是______．
正确答案
解：（1）题中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，可以看出指针的偏转即光合作用强度在发生变化，所以光照强度是自变量．无关变量有CO2缓冲液的量，水浴温度大小，气压大小等．
（2）①A点与B点相比，A点的灯泡距离实验装置近，因此A点的光照强，光合作用强度大；C点之后指针开始回偏，说明此时从装置中消耗氧气，因此C点时光合作用与呼吸作用强度相等．
②CD段指针开始向左偏，说明水稻苗在消耗装置中的氧气，即光合作用产生的氧气不足，此时呼吸作用大于光合作用．
③若此曲线与横轴相交于E点，E点即为实验的初始位置，即表示先前光合作用积累的氧气已经全部被呼吸作用消耗．
故答案为：
（1）CO2缓冲液的量、水浴温度大小 改变灯泡与装置间的距离
（2）①A C
②呼吸作用强度大于光合作用强度 左
③曲线与横轴的相交点
解析
解：（1）题中以100W灯泡为光源，不断加大灯泡与装置间距离，可以看出指针的偏转即光合作用强度在发生变化，所以光照强度是自变量．无关变量有CO2缓冲液的量，水浴温度大小，气压大小等．
（2）①A点与B点相比，A点的灯泡距离实验装置近，因此A点的光照强，光合作用强度大；C点之后指针开始回偏，说明此时从装置中消耗氧气，因此C点时光合作用与呼吸作用强度相等．
②CD段指针开始向左偏，说明水稻苗在消耗装置中的氧气，即光合作用产生的氧气不足，此时呼吸作用大于光合作用．
③若此曲线与横轴相交于E点，E点即为实验的初始位置，即表示先前光合作用积累的氧气已经全部被呼吸作用消耗．
故答案为：
（1）CO2缓冲液的量、水浴温度大小 改变灯泡与装置间的距离
（2）①A C
②呼吸作用强度大于光合作用强度 左
③曲线与横轴的相交点
图甲表示一天中a、b、c三种植物叶片光合速率的变化，图乙表示a植物在不同光强下的氧气释放量．请据图回答相关问题：
（1）a植物在2000Lx光照强度下，光合作用制造的有机物量是呼吸消耗的有机物量的______倍．
（2）在6：00-8：00时之间，单位时间内吸收CO2最多的是______植物叶片．
（3）b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速度出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”．产生这一现象的主要原因有______．
（4）从图中结果推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是______．
（5）光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，c植物叶片出现在______（时刻）．
正确答案
解：（1）a植物在2000Lx光照强度下，图中可以看出植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率=17+6=23，而此时的呼吸速率仍为6，因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗的有机物量的23/6倍．
（2）在6：00-8：00时之间，图中可见b植物上升的斜率最大，因此单位时间内吸收CO2最多的是b植物叶片．
（3）图甲中可以看出由于中午光照强烈，温度较高，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的二氧化碳量减少，从而导致光合作用的暗反应减慢，光合作用速度减慢．
（4）三种植物一天内有机物积累量可以用图中横轴以上的面积减去横轴以下的面积，由此推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是 a＞b＞c．
（5）图甲中，当光合速率为0（净光合速率）时，表示光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，即图中的10：00和15：00．
故答案为：
（1）23/6 （2）b
（3）中午光照强烈，温度较高，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的二氧化碳量减少
（4）a＞b＞c （5）10：00 15：00
解析
解：（1）a植物在2000Lx光照强度下，图中可以看出植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率=17+6=23，而此时的呼吸速率仍为6，因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗的有机物量的23/6倍．
（2）在6：00-8：00时之间，图中可见b植物上升的斜率最大，因此单位时间内吸收CO2最多的是b植物叶片．
（3）图甲中可以看出由于中午光照强烈，温度较高，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的二氧化碳量减少，从而导致光合作用的暗反应减慢，光合作用速度减慢．
（4）三种植物一天内有机物积累量可以用图中横轴以上的面积减去横轴以下的面积，由此推测，三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是 a＞b＞c．
（5）图甲中，当光合速率为0（净光合速率）时，表示光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻，即图中的10：00和15：00．
故答案为：
（1）23/6 （2）b
（3）中午光照强烈，温度较高，为减少体内水分散失，气孔关闭，通过气孔进入的二氧化碳量减少
（4）a＞b＞c （5）10：00 15：00
（1）在光照强度为Z时，A植物光合作用产生的葡萄糖为______mg/m2•h（计算结果保留一位小数，相关的反应式为：6CO2+12H2OSKIPIF 1＜0C6H12O6+6O2+6H2O ）．
（2）当平均光照强度在X和Y之间（白天和黑夜的时间各为12小时），A植物一昼夜中有机物总量的变化是______，B植物一昼夜中有机物总量的变化是______．
正确答案
解：（1）由图可知A植物在Z时，其净光合速率为8mgCO2/m2•h，呼吸速率为2mgCO2/m2•h，光合作用每小时产生葡萄糖的量代表真光合作用速率，而真光合速率=净光合速率+呼吸速率=10mgCO2/m2•h，根据光合作用的总反应式可知：6CO2～C6H12O6，则真光合速率=180×10÷（6×44）≈6.8mg/m2•h．
（2）白天和黑夜的时间各为12小时，一昼夜中有机物的积累量=12小时白天有机物的积累量-12小时晚上有机物的消耗量．当平均光照强度在X和Y之间时，A植物一昼夜的积累量小于0，B植物一昼夜的积累量大于0，即A植物一昼夜中有机物总量减少，B植物一昼夜中有机物总量增加．
故答案：
（1）6.8
（2）减少 增加
解析
解：（1）由图可知A植物在Z时，其净光合速率为8mgCO2/m2•h，呼吸速率为2mgCO2/m2•h，光合作用每小时产生葡萄糖的量代表真光合作用速率，而真光合速率=净光合速率+呼吸速率=10mgCO2/m2•h，根据光合作用的总反应式可知：6CO2～C6H12O6，则真光合速率=180×10÷（6×44）≈6.8mg/m2•h．
（2）白天和黑夜的时间各为12小时，一昼夜中有机物的积累量=12小时白天有机物的积累量-12小时晚上有机物的消耗量．当平均光照强度在X和Y之间时，A植物一昼夜的积累量小于0，B植物一昼夜的积累量大于0，即A植物一昼夜中有机物总量减少，B植物一昼夜中有机物总量增加．
故答案：
（1）6.8
（2）减少 增加
（2015秋•钦州期末）图甲为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图．研究人员将该叶片放在温度为15℃的密闭容器中，研究光照强度与光合作用速率的关系，结果如图乙所示．据图分析回答有关问题：
（1）在黑暗条件下，保卫细胞中合成ATP的场所是______．
（2）图甲中保卫细胞围成气孔部分的细胞壁较厚，而外侧的壁较薄．箭头为炎热夏季中午的细胞中水分流动
的总方向，推测此时保卫细胞可能处于______状态，气孔处于______状态，因而会影响叶肉细胞光合作用的______反应，使其叶肉细胞内C3、C5的含量变化分别是______．
（3）据图乙分析，在lklx的光照条件下，该叶片在5h内光合作用产生O2量为______mL；影响A点上下移动的外界因素主要是______．
（4）若其它条件不变，请在坐标图丙画出容器内CO2的吸收量的变化曲线图．
正确答案
解：（1）在黑暗环境中，细胞只有呼吸作用，在呼吸作用的三个阶段都有ATP产生，发生部分在细胞质基质和线粒体．
（2）炎热环境中，保卫细胞失水会发生质壁分离，此时由于细胞失水从而气孔关闭，减少二氧化碳气体进入和水份蒸发，因此会影响光合作用的暗（碳）反应．由于二氧化碳供给不足，从而使三碳化合物的合成受阻，而由于光照正常，三碳化合物的消耗仍进行，从而使三碳化合物含量有所下降，五碳化合物增加．
（3）从图2曲线分析知，在l klx的光照条件下，氧气吸收量为-11.2即释放量为11.2ml，而光照强度为0时曲线与纵坐标的交点处代表呼吸量，从而可计算出每小时产生氧气量为22.4 ml，5h内光合作用产生O2量为112 ml．影响呼吸作用的主要因素是温度．
（4）如果X代表二氧化碳，则曲线与氧气的纵坐标刚相反．从而画出曲线．
故答案为：
（1）细胞质基质（细胞溶胶）和线粒体
（2）质壁分离（失水） 部分关闭（关闭）
暗（碳） （C3）下降、（C5）上升
（3）112 温度 （4）（见图）
解析
解：（1）在黑暗环境中，细胞只有呼吸作用，在呼吸作用的三个阶段都有ATP产生，发生部分在细胞质基质和线粒体．
（2）炎热环境中，保卫细胞失水会发生质壁分离，此时由于细胞失水从而气孔关闭，减少二氧化碳气体进入和水份蒸发，因此会影响光合作用的暗（碳）反应．由于二氧化碳供给不足，从而使三碳化合物的合成受阻，而由于光照正常，三碳化合物的消耗仍进行，从而使三碳化合物含量有所下降，五碳化合物增加．
（3）从图2曲线分析知，在l klx的光照条件下，氧气吸收量为-11.2即释放量为11.2ml，而光照强度为0时曲线与纵坐标的交点处代表呼吸量，从而可计算出每小时产生氧气量为22.4 ml，5h内光合作用产生O2量为112 ml．影响呼吸作用的主要因素是温度．
（4）如果X代表二氧化碳，则曲线与氧气的纵坐标刚相反．从而画出曲线．
故答案为：
（1）细胞质基质（细胞溶胶）和线粒体
（2）质壁分离（失水） 部分关闭（关闭）
暗（碳） （C3）下降、（C5）上升
（3）112 温度 （4）（见图）
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