- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题．
（1）实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示．与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是______、______．实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植密度呈负相关关系，番茄植株的生长也与种植密度呈负相关．番茄生长的调节方式是______，与番茄果实发育关系最密切的是______，环境温度降低时，该物质运输速度会______．
（2）实验二：测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化，结果如乙图所示．图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是______．B→C段曲线变化的原因是______．若在C点突然提高CO2浓度，叶绿体内ADP含量和C3含量依次将______和______（增加；减少；不变）．
（3）实验三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明显下降的主要原因是叶片气孔关闭，吸收CO2减少，直接影响______过程；随着干旱的延续，番茄根细胞严重失水，可能出现______现象，最终导致死亡．
（4）实验四：采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移．在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2•h）．若M=MB-MA，则M表示______．
正确答案
解：（1）实验一：合理密植有利于植物合理的利用光照，同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳．N点与M点相比较，N点的种植密度过大，植株间的相互影响会导致光照减弱，同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低，进而导致单株植物光合作用强度降低．植物生长的调节方式只有激素调节，所以番茄生长的调节方式是激素调节，与番茄果实发育关系最密切的是生长素，生长素的运输方式为极性运输，是一种主动运输，环境温度降低时，细胞呼吸降低，能量产生减少，所以该物质运输速度会减慢．
（2）实验二：图乙中，二氧化碳浓度的变化是由光合作用和细胞呼吸共同作用的结果，其变化趋势取决于两者间的相对强度．B、D两点时，曲线的斜率为0，即二氧化碳浓度不变，此时光合作用和呼吸作用强度相等．B→C段，光合作用强度大于呼吸作用强度，植物大量吸收CO2，故大棚内二氧化碳浓度不断降低．若在C点突然提高CO2浓度，直接影响了暗反应中二氧化碳的固定过程，因此C3合成量增加．叶绿体内的ADP是暗反应阶段C3还原过程中产生的，C3含量增加，故C3还原过程中产生的ADP含量增加．
（3）实验三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明显下降的主要原因是叶片气孔关闭，吸收CO2减少，直接影响暗反应过程；随着干旱的延续，番茄根细胞严重失水，可能出现质壁分离现象，最终导致死亡．
（4）相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行．实验开始时两者的起始质量相同（可设为a），则两者的重量差M=MB-MA=（a+6小时内光合作用合成量-6小时内细胞呼吸消耗量）-（a-6小时内细胞呼吸消耗量）=6小时内光合作用合成量．
故答案为：
（1）光照强度 CO2浓度 激素调节 生长素 减慢
（2）B、D（缺一不可） 光合作用强度大于呼吸作用强度，植物大量吸收CO2（合理即给分） 增加 增加
（3）暗反应 质壁分离
（4）B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
解析
解：（1）实验一：合理密植有利于植物合理的利用光照，同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳．N点与M点相比较，N点的种植密度过大，植株间的相互影响会导致光照减弱，同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低，进而导致单株植物光合作用强度降低．植物生长的调节方式只有激素调节，所以番茄生长的调节方式是激素调节，与番茄果实发育关系最密切的是生长素，生长素的运输方式为极性运输，是一种主动运输，环境温度降低时，细胞呼吸降低，能量产生减少，所以该物质运输速度会减慢．
（2）实验二：图乙中，二氧化碳浓度的变化是由光合作用和细胞呼吸共同作用的结果，其变化趋势取决于两者间的相对强度．B、D两点时，曲线的斜率为0，即二氧化碳浓度不变，此时光合作用和呼吸作用强度相等．B→C段，光合作用强度大于呼吸作用强度，植物大量吸收CO2，故大棚内二氧化碳浓度不断降低．若在C点突然提高CO2浓度，直接影响了暗反应中二氧化碳的固定过程，因此C3合成量增加．叶绿体内的ADP是暗反应阶段C3还原过程中产生的，C3含量增加，故C3还原过程中产生的ADP含量增加．
（3）实验三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明显下降的主要原因是叶片气孔关闭，吸收CO2减少，直接影响暗反应过程；随着干旱的延续，番茄根细胞严重失水，可能出现质壁分离现象，最终导致死亡．
（4）相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行．实验开始时两者的起始质量相同（可设为a），则两者的重量差M=MB-MA=（a+6小时内光合作用合成量-6小时内细胞呼吸消耗量）-（a-6小时内细胞呼吸消耗量）=6小时内光合作用合成量．
故答案为：
（1）光照强度 CO2浓度 激素调节 生长素 减慢
（2）B、D（缺一不可） 光合作用强度大于呼吸作用强度，植物大量吸收CO2（合理即给分） 增加 增加
（3）暗反应 质壁分离
（4）B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
正确答案
解析
解：A、曲线中Z点为光合作用的饱和点，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃时，光合速率加快，呼吸速率减慢，因此Z点将向下移动，A正确；
B、曲线中X点时只进行呼吸作用，25℃时呼吸作用减慢，因此X点将向下移动，B正确；
C、曲线中Y点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率减慢，光合作用加快，故Y点左移，C正确；
D、光照强度为W时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，因此细胞中产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，D错误．
故选：D．
棉花属于阳生植物，科研人员为提高棉花的品质开展了下列两项研究．
研究一：光照强度对棉花叶片光合作用的影响．
（1）图1曲线的含义是：______
（2）如果白天和黑夜各为12h，在______ klx以上的光照强度下，棉花植株一昼夜吸收的CO2的总量超过释放的CO2的总量．若叶面积为50cm2的棉花在光照强度为8klx时，每小时合成的葡萄糖量______ mg．（保留一位小数）
（3）对照图中棉花曲线添加一条阴生植物的光合速率变化曲线（不考虑具体数据）．
研究二：去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响．
研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量，实验结果如图2、图3．
（4）由图2曲线可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率______．光合作用合成的糖转变成图3中______（物质）在植物体内运输．
（5）由图3可知，去除部分棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖增加，原因是______（多选）
A．叶片光合产物输出量减少 B．植株的呼吸作用下降 C．CO2固定速率增加 D．叶片光合速率增加．
正确答案
解：（1）分析图1曲线，在光照强度为零时，光合作用为零，只进行呼吸作用，光照强度为3时，呼吸作用等于光合作用，此时为光补偿点，达到光饱和点以后，光合作用达到最大值，由此可以看出，在一定范围内随着光照强度的增强棉花叶片光合速率增加，达到光饱和点以后光合速率不再增加．
（2）黑暗环境中，植物只进行呼吸作用，12h释放的二氧化碳的总量是25×12=300mg，12h光照，光照强度为6klx时，吸收的二氧化碳的量等于释放的二氧化碳的量，所以光照在6klx以上时，吸收的二氧化碳的量才会大于释放的二氧化碳的量．若叶面积为50cm2的棉花在光照强度为8klx时，吸收的二氧化碳的量是35mg，根据光合作用的反应式：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2，合成的葡萄糖的量是27.3mg．
（3）阴生植物需要较低的光照强度，在较低的光照强度下即可进行光合作用，较低光照强度下，即可达到光合作用的最大值，据此作图．
（4）由图2曲线可以看出，随着去除棉铃百分率的提高，二氧化碳的吸收逐渐降低，导致植物的光合作用的强度逐渐下降，光合作用合成的糖转变成蔗糖在植物体内运输．
（5）去除部分棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖增加，是因为产物不能及时运出以及呼吸作用减弱，从而影响物质的运输，导致叶片内的有机物含量逐渐增加．
故答案为：
（1）在一定范围内随着光照强度的增强棉花叶片光合速率增加，达到光饱和点以后光合速率不再增加（或大于7klx之后光合速率不再增加）
（2）6 27.3
（3）
（4）逐渐下降 蔗糖
（5）AB
解析
解：（1）分析图1曲线，在光照强度为零时，光合作用为零，只进行呼吸作用，光照强度为3时，呼吸作用等于光合作用，此时为光补偿点，达到光饱和点以后，光合作用达到最大值，由此可以看出，在一定范围内随着光照强度的增强棉花叶片光合速率增加，达到光饱和点以后光合速率不再增加．
（2）黑暗环境中，植物只进行呼吸作用，12h释放的二氧化碳的总量是25×12=300mg，12h光照，光照强度为6klx时，吸收的二氧化碳的量等于释放的二氧化碳的量，所以光照在6klx以上时，吸收的二氧化碳的量才会大于释放的二氧化碳的量．若叶面积为50cm2的棉花在光照强度为8klx时，吸收的二氧化碳的量是35mg，根据光合作用的反应式：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2，合成的葡萄糖的量是27.3mg．
（3）阴生植物需要较低的光照强度，在较低的光照强度下即可进行光合作用，较低光照强度下，即可达到光合作用的最大值，据此作图．
（4）由图2曲线可以看出，随着去除棉铃百分率的提高，二氧化碳的吸收逐渐降低，导致植物的光合作用的强度逐渐下降，光合作用合成的糖转变成蔗糖在植物体内运输．
（5）去除部分棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖增加，是因为产物不能及时运出以及呼吸作用减弱，从而影响物质的运输，导致叶片内的有机物含量逐渐增加．
故答案为：
（1）在一定范围内随着光照强度的增强棉花叶片光合速率增加，达到光饱和点以后光合速率不再增加（或大于7klx之后光合速率不再增加）
（2）6 27.3
（3）
（4）逐渐下降 蔗糖
（5）AB
某研究性学习小组的同学研究了玉米的一系列问题，并绘制出相应的曲线图，请据图回答：
（1）图1表示玉米种子在暗处萌发过程中初期淀粉和葡萄糖含量的变化情况，在此环境中约经过20天左右幼苗死亡并被细菌感染而腐烂．
①图中表示葡萄糖变化情况的曲线是______，种子萌发过程中有机物总量的变化趋势为______，在此环境下种子萌发过程中会发生的生理活动有______（从下列选项中选择）．
A．光合作用 B．呼吸作用 C．有丝分裂 D．氨基酸脱水缩合
②幼苗死亡后，仍能测到少量CO2释放出来，这是由于______．
（2）如图2、3分别表示在适宜的温度条件下环境中某些因素与植物光合作用的关系．
①如图2所示：即使CO2浓度超过B点，光合作用强度不再增强，此时若能为暗反应提供更多的______，光合作用强度还会继续增强；如果将玉米改为小麦，其他条件不变，则图中的A点将向______移．
②如图3所示：B点处限制植物光合作用强度的外界因素主要是______；C点时，玉米叶肉细胞中产生ATP的结构有______．
正确答案
解：（1）①玉米种子中主要含有淀粉，在种子萌发的过程中，淀粉在淀粉酶的作用下水解产生葡萄糖，因此图中甲表示葡萄糖变化情况，乙表示淀粉含量变化．在种子萌发过程中，不能从外界环境吸收有机物，只能消耗自身的有机物，因此种子中有机物总量呈下降的趋势．在此环境下，由于种子中不含叶绿素，因此萌发过程中不能进行光合作用，但是能够进行呼吸作用；种子萌发过程中细胞数目增多，其分裂方式为有丝分裂；在有丝分裂间期有蛋白质的合成，因此也会发生氨基酸脱水缩合．
②幼苗死亡后，玉米细胞不能进行呼吸作用，但是感染的细菌能够进行呼吸作用分解有机物，因此仍能测到少量CO2释放出来．
（2）①图2探究是CO2浓度对植物光合作用强度的影响，图中看出CO2浓度在B点时，光合作用就已经达到饱和点，即光合作用强度不再增强．由于温度是适宜的，因此此时的限制因素主要光照强度，因此若能增强光照，就能为暗反应提供更多的ATP和NADPH，光合作用强度还会继续增强．
玉米属于碳四植物，小麦是碳三植物，碳四只能够利用较低浓度的二氧化碳，因此如果将玉米改为小麦，对二氧化碳的浓度要求增加，其他条件不变，则图中的A点将向右移．
②图3探究的是光照强度对光合作用强度的影响，B点为光合作用饱和点，表明此时光照强度不再是限制因素，由于温度适宜，因此此时限制植物光合作用强度的外界因素主要是CO2浓度；C点时，光照为0，此时玉米叶肉细胞至进行呼吸作用，因此细胞中产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体．
故答案为：
（1）①甲 减少 BCD ②细菌的分解作用
（2）①ATP和NADPH 右 ②CO2浓度 细胞质基质、线粒体
解析
解：（1）①玉米种子中主要含有淀粉，在种子萌发的过程中，淀粉在淀粉酶的作用下水解产生葡萄糖，因此图中甲表示葡萄糖变化情况，乙表示淀粉含量变化．在种子萌发过程中，不能从外界环境吸收有机物，只能消耗自身的有机物，因此种子中有机物总量呈下降的趋势．在此环境下，由于种子中不含叶绿素，因此萌发过程中不能进行光合作用，但是能够进行呼吸作用；种子萌发过程中细胞数目增多，其分裂方式为有丝分裂；在有丝分裂间期有蛋白质的合成，因此也会发生氨基酸脱水缩合．
②幼苗死亡后，玉米细胞不能进行呼吸作用，但是感染的细菌能够进行呼吸作用分解有机物，因此仍能测到少量CO2释放出来．
（2）①图2探究是CO2浓度对植物光合作用强度的影响，图中看出CO2浓度在B点时，光合作用就已经达到饱和点，即光合作用强度不再增强．由于温度是适宜的，因此此时的限制因素主要光照强度，因此若能增强光照，就能为暗反应提供更多的ATP和NADPH，光合作用强度还会继续增强．
玉米属于碳四植物，小麦是碳三植物，碳四只能够利用较低浓度的二氧化碳，因此如果将玉米改为小麦，对二氧化碳的浓度要求增加，其他条件不变，则图中的A点将向右移．
②图3探究的是光照强度对光合作用强度的影响，B点为光合作用饱和点，表明此时光照强度不再是限制因素，由于温度适宜，因此此时限制植物光合作用强度的外界因素主要是CO2浓度；C点时，光照为0，此时玉米叶肉细胞至进行呼吸作用，因此细胞中产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体．
故答案为：
（1）①甲 减少 BCD ②细菌的分解作用
（2）①ATP和NADPH 右 ②CO2浓度 细胞质基质、线粒体
图1是某植物叶肉细胞的结构示意图，图2表示该植物在不同光强度下光合作用速率（用C02吸收速率表示）的变化．请据图回答：
（1）图1细胞内具有双层膜结构的细胞器有______（填图中序号），该细胞代谢的控制中心是______（填图中序号）．
（2）将图l细胞浸润在______（填“大于”或“小于”或“等于”）细胞液浓度的溶液中，该细胞将会出现质壁分离现象．
（3）图2中，影响曲线AB段光合作用速率的环境因素主要是______，而可能限制曲线BC段光合作用速率的环境因素有______．
（4）如果植物白天光强度始终处于图2中A点状态，则在较长时间内该植物______（填“能”或“不能”）正常生长．
正确答案
解：（1）①叶绿体、④线粒体具有两层膜结构的细胞器，该细胞代谢的控制中心是②细胞核．
（2）细胞浓度大于胞外液体浓度，细胞吸水；细胞浓度小于胞外液体浓度，细胞失水，将会出现质壁分离现象．
（3）图2中，由于光照强度较低，所以影响曲线AB段光合作用速率的环境因素主要是光照强度．当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加，这种现象称为光饱和现象．开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素是CO2浓度和温度等．
（4）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．白天没有有机物积累，夜间呼吸作用还要消耗有机物，故在较长时间有机物的消耗量大于合成量，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质．因此，在较长时间内该植物不能正常生长．
故答案为：
（1）①④②
（2）大于
（3）光强度 温度、CO2浓度
（4）不能
解析
解：（1）①叶绿体、④线粒体具有两层膜结构的细胞器，该细胞代谢的控制中心是②细胞核．
（2）细胞浓度大于胞外液体浓度，细胞吸水；细胞浓度小于胞外液体浓度，细胞失水，将会出现质壁分离现象．
（3）图2中，由于光照强度较低，所以影响曲线AB段光合作用速率的环境因素主要是光照强度．当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加，这种现象称为光饱和现象．开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点．植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高．因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素是CO2浓度和温度等．
（4）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．白天没有有机物积累，夜间呼吸作用还要消耗有机物，故在较长时间有机物的消耗量大于合成量，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质．因此，在较长时间内该植物不能正常生长．
故答案为：
（1）①④②
（2）大于
（3）光强度 温度、CO2浓度
（4）不能
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