- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，I组用遮光网处理以降低光照强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图．
（1）在ab段，I组植株叶肉细胞内产生H+的场所有______（多选）．
A．细胞质基质 B．叶绿体基质
C．类囊体 D．线粒体内膜
E．线粒体基质
（2）该植株在点______时体内有机物总量最少；若增加I组的透光量（其他条件不变），c点应向______移．
（3）与e点相比，f点时叶绿体内ATP的含量______（填“高”或“低”）．
（4）若Ⅱ组植株在d点时线粒体中产生的CO2更多，两组相比，此时Ⅱ组植株的总光合速率______Ⅰ组植株．
A．大于 B．等于 C．小于 D．不确定
做出上述判断的理由是______．
（5）根据该实验结果，在大棚栽种时提高该作物产量的具体措施是______．
（6）如果净光合速率测量指标是二氧化碳吸收量，单位为克/小时，光照强度维持d点强度2小时，植物I积累的葡萄糖为______克．
正确答案
解：（1）分析曲线可知，Ⅰ组植株ab段净光合速率为负值，光合作用的速率小于呼吸作用的速率，且净光合速率逐渐增加，说明此时即进行光合作用又进行呼吸作用，叶肉细胞内产生H+的场所有细胞质基质（呼吸作用第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量的H+）、线粒体基质（有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸在线粒体基质分解为二氧化碳和H+）、叶绿体类囊体（光合作用光反应阶段水的光解产生氧气和H+）；
（2）c净光合速率为0，表示光合作用与呼吸作用相等，c之前光合作用小于呼吸作用，有机物在减少，到c点时不再减少，此时体内有机物总量最少；若增加Ⅰ组的透光量，光合作用速率增强，呼吸速率不变c点应向左移动．
（3）分析曲线Ⅱ可知，f点由于光合午休现象，二氧化碳进入细胞间隙的量减少，三碳化合物的量少，暗反应减慢，消耗的ATP减少，叶绿体内ATP的含量高．
（4）分析题图可知，d点时两种条件下的净光合速率相等，若Ⅱ组植株在d点时植物线粒体中产生的CO2更多表示呼吸作用更强，实际光合作用强度等于净光合作用强度加上呼吸作用强度，Ⅱ组植株的总光合速率大于Ⅰ组植株．
（5）分析题图可知，dg区段，遮光的净光合速率大于不遮光的净光合速率，因此，在大棚栽种该作物时提高产量的一项具体措施在dg段对应的时间段进行遮光处理．
（6）光合作用的反应式：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2，光照强度为d时，二氧化碳吸收量为0.5克/小时，光照强度维持d点强度2小时，植物I积累的葡萄糖为（0.5×2×180）÷264=0.68克．
故答案为：
（1）ACE
（2）c 左
（3）高
（4）AⅡ组植株线粒体中产生的CO2更多，说明Ⅱ组植株的呼吸速率大于I组，且d点时两组植株的净光合速率相等，所以Ⅱ组植株的总光合速率大于I组
（5）在dg对应的时间段（约下午l：30-3：30）进行遮光处理
（6）0.68
解析
解：（1）分析曲线可知，Ⅰ组植株ab段净光合速率为负值，光合作用的速率小于呼吸作用的速率，且净光合速率逐渐增加，说明此时即进行光合作用又进行呼吸作用，叶肉细胞内产生H+的场所有细胞质基质（呼吸作用第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量的H+）、线粒体基质（有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸在线粒体基质分解为二氧化碳和H+）、叶绿体类囊体（光合作用光反应阶段水的光解产生氧气和H+）；
（2）c净光合速率为0，表示光合作用与呼吸作用相等，c之前光合作用小于呼吸作用，有机物在减少，到c点时不再减少，此时体内有机物总量最少；若增加Ⅰ组的透光量，光合作用速率增强，呼吸速率不变c点应向左移动．
（3）分析曲线Ⅱ可知，f点由于光合午休现象，二氧化碳进入细胞间隙的量减少，三碳化合物的量少，暗反应减慢，消耗的ATP减少，叶绿体内ATP的含量高．
（4）分析题图可知，d点时两种条件下的净光合速率相等，若Ⅱ组植株在d点时植物线粒体中产生的CO2更多表示呼吸作用更强，实际光合作用强度等于净光合作用强度加上呼吸作用强度，Ⅱ组植株的总光合速率大于Ⅰ组植株．
（5）分析题图可知，dg区段，遮光的净光合速率大于不遮光的净光合速率，因此，在大棚栽种该作物时提高产量的一项具体措施在dg段对应的时间段进行遮光处理．
（6）光合作用的反应式：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2，光照强度为d时，二氧化碳吸收量为0.5克/小时，光照强度维持d点强度2小时，植物I积累的葡萄糖为（0.5×2×180）÷264=0.68克．
故答案为：
（1）ACE
（2）c 左
（3）高
（4）AⅡ组植株线粒体中产生的CO2更多，说明Ⅱ组植株的呼吸速率大于I组，且d点时两组植株的净光合速率相等，所以Ⅱ组植株的总光合速率大于I组
（5）在dg对应的时间段（约下午l：30-3：30）进行遮光处理
（6）0.68
如图甲表示在适宜温度和CO2浓度条件下，光照强度对某绿色植物光合作用强度的影响曲线，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中a和b代表两种气体的体积，不考虑无氧呼吸），据图回答问题：
（1）甲图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有______．此时，乙图中应去掉的箭头有______（填字母）．
（2）影响P点上下移动的主要外界因素是______．
（3）若将甲图中绿色植物从M点突然转移至P点条件下，短时间内C3含量将______．
（4）甲图中植物光合作用单位时间内固定的二氧化碳最大值是______mol/h，此数值相当于乙图中______值．
（5）某学生为探究环境因素对光合作用强度的影响，现选用6套丙图所示装置进行实验，测得实验数据见表格，则该实验的自变量是______，需要控制的无关变量有______（至少两个）．分析此装置图，说明表格中实验数据的具体观察指标是______．
（6）上表中不同光照条件下氧气的释放量（mL）与乙图中______值对应．
正确答案
解：（1）M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，即只有图乙中的a1a4b1b4过程．此时细胞中合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（2）P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响．
（3）突然停止光照，二氧化碳的固定速率不变，C3还原的速率下降，导致C3的含量增加．
（4）单位时间内二氧化碳的固定量表示真光合作用速率，等于净光合作用速率与呼吸作用速率之和，相当于乙图中的b1+b3．即0.6+0.4=1.0．
（5）根据表格可知，该实验的自变量是光照强度．无关变量是指除自变量外，可能会影响实验结果的因素，如二氧化碳浓度、黑藻的数量等．可以通过量筒中液体的体积变化量表示氧气的释放量．
（6）光照下，氧气的释放量表示光合作用速率大于呼吸作用速率，说明叶绿体产生的氧气除了供给线粒体利用外，还释放到细胞外，即a3过程．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（不分顺序） a2a3b2b3
（2）温度
（3）上升
（4）1.0 b4（或b1+b3）
（5）光照强度 CO2浓度、黑藻量 量筒中液体的体积
（6）a3
解析
解：（1）M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，即只有图乙中的a1a4b1b4过程．此时细胞中合成ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（2）P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响．
（3）突然停止光照，二氧化碳的固定速率不变，C3还原的速率下降，导致C3的含量增加．
（4）单位时间内二氧化碳的固定量表示真光合作用速率，等于净光合作用速率与呼吸作用速率之和，相当于乙图中的b1+b3．即0.6+0.4=1.0．
（5）根据表格可知，该实验的自变量是光照强度．无关变量是指除自变量外，可能会影响实验结果的因素，如二氧化碳浓度、黑藻的数量等．可以通过量筒中液体的体积变化量表示氧气的释放量．
（6）光照下，氧气的释放量表示光合作用速率大于呼吸作用速率，说明叶绿体产生的氧气除了供给线粒体利用外，还释放到细胞外，即a3过程．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（不分顺序） a2a3b2b3
（2）温度
（3）上升
（4）1.0 b4（或b1+b3）
（5）光照强度 CO2浓度、黑藻量 量筒中液体的体积
（6）a3
如图表示蝴蝶兰在正常条件下和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化，据图分析，下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图中可以看出，在长期干旱条件下，蝴蝶兰除了可以进行呼吸作用外还可在夜间吸收CO2并贮存在细胞中，而白天时气孔关闭，A正确；
B、10〜16时CO2的吸收速率降为0，此时的光合作用速率等于呼吸作用的速率，B错误；
C、正常条件下，12时CO2吸收速率最快，表明光合作用最强，但是植株干重在20点之前与横轴的交点处最大，C错误；
D、叶肉细胞在O〜4时不进行光合作用，但是要进行呼吸作用，有氧呼吸过程的一、二两个阶段会产生[H]，三个阶段均能产生ATP，D错误．
故选：A．
某研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验（假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响）：
实验一 将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度，结果如图1所示．
实验二 给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图2所示．请据图分析回答：
（1）25～40min期间两个密闭小室内CO2含量相对稳定的原因是______．根据图1 结果推测，如果将A、B两种植物混合种植在一个密闭环境中，能存活较长时间的是______．
（2）当实验一从开始经过10min（此点两曲线相交），A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物______．
（3）实验二中，光照强度为a klx时，A植物产生[H]的场所是______．B植株产生的O2的去路有______．
（4）若给予的光照强度为x klx（a＜x＜b），每日光照12小时，一昼夜中A植物的干重
将______，B植物的干重将______．
（5）若将B种植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化（假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到下表的数据．请分析回答：
根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是______； 30℃时真正光合速率为：______mg/h．
正确答案
解：（1）空气中CO2含量保持相对稳定的原因是植物的呼吸速率等于光合速率，即植物呼吸作用释放的CO2量与其光合作用消耗CO2的量相等．由图可知B能适应更低浓度的CO2，所以B能在密闭环境中存活较长时间．
（2）A植物的呼吸作用强度小于B植物的呼吸作用强度，光合作用消耗的CO2量少，所以从开始经过10min（此点两曲线相交），A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少．
（3）光照强度为aklx时，植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，此时产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．光照强度为aklx时，光合速率小于呼吸速率，所以植物细胞叶绿体产生的O2供给线粒体，用于有氧呼吸．
（4）光照强度介于a和b之间，A植物的光合速率大于呼吸速率，B植物的光合速率小于呼吸速率，所以一昼夜A植物干重将增加，B植物将减少．
（5）暗处理后重量变化代表呼吸速率，由表中数据可知，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是29℃；光照后与暗处理前重量变化=1小时光合作用制造的有机物-2小时呼吸作用消耗的有机物，30℃时真正光合速率=1+2×1=3mg/h．
故答案：（1）植物呼吸作用和光合作用强度相等 B
（2）少
（3）线粒体 叶绿体和细胞质基质 进入线粒体（供呼吸作用）
（4）增加 减少
（5）29℃（没写单位不给分） 3
解析
解：（1）空气中CO2含量保持相对稳定的原因是植物的呼吸速率等于光合速率，即植物呼吸作用释放的CO2量与其光合作用消耗CO2的量相等．由图可知B能适应更低浓度的CO2，所以B能在密闭环境中存活较长时间．
（2）A植物的呼吸作用强度小于B植物的呼吸作用强度，光合作用消耗的CO2量少，所以从开始经过10min（此点两曲线相交），A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少．
（3）光照强度为aklx时，植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，此时产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．光照强度为aklx时，光合速率小于呼吸速率，所以植物细胞叶绿体产生的O2供给线粒体，用于有氧呼吸．
（4）光照强度介于a和b之间，A植物的光合速率大于呼吸速率，B植物的光合速率小于呼吸速率，所以一昼夜A植物干重将增加，B植物将减少．
（5）暗处理后重量变化代表呼吸速率，由表中数据可知，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是29℃；光照后与暗处理前重量变化=1小时光合作用制造的有机物-2小时呼吸作用消耗的有机物，30℃时真正光合速率=1+2×1=3mg/h．
故答案：（1）植物呼吸作用和光合作用强度相等 B
（2）少
（3）线粒体 叶绿体和细胞质基质 进入线粒体（供呼吸作用）
（4）增加 减少
（5）29℃（没写单位不给分） 3
正确答案
解析
解：A、叶圆片上升的主要原因是NaHCO3溶液释放CO2，CO2作为光合作用的原料让叶片进行光合作用产生氧气，使叶圆片产生浮力，A错误；
B、叶圆片的数量如果过少会导致实验具有一定的偶然性，叶圆片数量如果过多，会导致叶片光合作用的整体速率下降，使实验现象不明显，B错误；
C、表格中看出当NaHCO3溶液浓度为0.4～0.5g/ml时，光合作用已经达到饱和点，若增加NaHCO3溶液的浓度，会导致叶肉细胞通过渗透作用失水而导致代谢水平下降，从而使叶圆片上浮至液面的时间可能会延长，C正确；
D、题中提出，该实验条件为“适宜的温度条件”，因此改变温度反而会使光合速率下降，叶圆片上浮时间延长，D错误．
故选：C．
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