- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如图示在不同光照条件下测定的某种植物光合速率（以O2释放量为测定指标）变化情况．请分析回答：
（1）图中bc段限制叶片光合速率的主要环境因素是______．若其它条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是______．
（2）在图中cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是______．经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2平均释放速率为0.8µmol/（m2•s ），则a点时该植物O2产生速率约为______µmol/（m2•s ）．
（3）在实验过程中，给该植物浇灌Hl8O2，发现叶肉细胞中出现了（CH218O）．分析其最可能的转化途径是：Hl8O2先参与______．
（4）叶绿素分子中的Mg2+可被Cu2+置换，实验中用含Cu2+的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是______．
（5）经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为10：31：119，经植物生长调节剂Ttgx-15处理细胞后，细胞内物质含量比值变为10：46：220．据此分析，Ttgx-15作用于植物细胞的分子机制是______．
正确答案
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
2）净光合速率表示植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，c-d时段植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加．晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则a点时该植物O2产生速率为1+0.8=1.8（μmol/m2•s）．
（3）在实验过程中，给该植物浇灌Hl8O2，发现叶肉细胞中出现了（CH218O）．分析其最可能的转化途径是Hl8O2先参与有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再参与暗反应（光合作用）生成有机物（CH218O）．
（4）铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）植物生长调节剂Ttgx-15处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 红光和蓝紫光
（2）先减少后增加 1.8
（3）有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再参与暗反应（光合作用）生成有机物（CH218O）
（4）铜代叶绿素比叶绿素（化学性质）更稳定
（5）（Ttgx-15）对细胞内的转录（和翻译）过程（或答“基因的表达”）有促进作用
解析
解：（1）阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
2）净光合速率表示植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，c-d时段植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加．晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则a点时该植物O2产生速率为1+0.8=1.8（μmol/m2•s）．
（3）在实验过程中，给该植物浇灌Hl8O2，发现叶肉细胞中出现了（CH218O）．分析其最可能的转化途径是Hl8O2先参与有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再参与暗反应（光合作用）生成有机物（CH218O）．
（4）铜代叶绿素比叶绿素稳定，所以用含Cu2+的试剂处理叶片，可使叶片标本长时间保持绿色．
（5）植物生长调节剂Ttgx-15处理该植物细胞后，细胞中RNA和蛋白质的含量增加，合成的比例也分别增加，说明生长素能够促进转录和翻译过程．
故答案为：
（1）光照强度、温度 红光和蓝紫光
（2）先减少后增加 1.8
（3）有氧呼吸（第二阶段）生成二氧化碳（Cl8O2），二氧化碳（Cl8O2）再参与暗反应（光合作用）生成有机物（CH218O）
（4）铜代叶绿素比叶绿素（化学性质）更稳定
（5）（Ttgx-15）对细胞内的转录（和翻译）过程（或答“基因的表达”）有促进作用
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、A选项中的曲线可表示温度（横坐标）和光照强度（强光和弱光）对光合速率的影响，故A正确；
B、B选项中的曲线可表示光照强度（横坐标）和温度（30℃和15℃）对光合速率的影响，故B正确；
C、C选项中的曲线可表示CO2浓度（横坐标）和光照强度（强光和弱光）对光合速率的影响，故C正确；
D、D选项中的曲线的横坐标和曲线上变量的条件一样，都是光照强度，故D错误．
故选：D．
下列表示的是植物细胞代谢的某些过程，请根据题意回答问题．（图中数字代表物质，a，b，c代表细胞器）
（1）细胞器a为______．
（2）图甲显示，在细胞器b中进行的生理活动为______．
（3）图中物质④是______，在______的情况下，进入C中分解．
（4）图中⑤代表的物质是______．
（5）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如图乙所示（数据均在标准状况下测得），据此回答：
①在15℃、lklx光照条件下，该植物5小时光合作用吸收CO2______ mL．
②若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃，4klx光照条件下，该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖______ 克．
（6）从图中发现，影响A点和B点光合速率的因素是______．比较A，B两点的实际光合作用强度______．
正确答案
解：（1）由图中光参与的反应可知，b应为叶绿体，根据叶绿体为c提供葡萄糖可知，c应为线粒体；结合图中条件，物质①既是光反应的反应物，又是线粒体呼吸作用的生成物，可推知物质①为水．水在细胞中可以储存的细胞器，就是液泡了．
（2）细胞器b吸收光，可推知叶绿体，是进行光合作用的场所．
（3）由图一中葡萄糖氧化分解的具体物质变化过程，可推知，c是线粒体，物质④是丙酮酸．在有氧气的条件下，丙酮酸会进入线粒体氧化分解．
（4）离子进出细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白和ATP协助．有氧呼吸过程会释放能量．
（5）根据一个公式：总光合作用量=净光合作用量+呼吸量．
①在15℃、1千勒克司光照下，求该植物5小时光合作用吸收CO2，这是要求总光合作用量．图乙中纵座标中的数值为净光合作用量，需加上呼吸量．所以由图可知，15℃、1千勒克司光照下净光合作用量为11.2mL，加上呼吸量11.2mL，总光合作用量为22.4mL，该植物5小时光合作用吸收CO2为11.2×5=112mL．
②若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃、4千勒克司光照条件下，求该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖，这道题要求的是净光合作用量．由于图乙中纵座标中的数值为净光合作用量，所以就可以由图中数据直接推算．44.8mL二氧化碳换算为2mmol二氧化碳，根据光合作用反应式可知，产生的葡萄糖为1/3mmol，换算后应为60mg=0.06g．
（6）对照坐标图，可得知A点和B点光照强度未达到饱和点，因此此时影响光合速率的因素是光照强度．A点实际光合作用强度为（22.4+11.2）ml，B两点的实际光合作用强度为（22.4+22.4）ml，很明显得知，B＞A．
故答案为：
（1）液泡
（2）光合作用
（3）丙酮酸 有氧气
（4）ATP
（5）①112 ②0.06
（6）光照强速 B＞A
解析
解：（1）由图中光参与的反应可知，b应为叶绿体，根据叶绿体为c提供葡萄糖可知，c应为线粒体；结合图中条件，物质①既是光反应的反应物，又是线粒体呼吸作用的生成物，可推知物质①为水．水在细胞中可以储存的细胞器，就是液泡了．
（2）细胞器b吸收光，可推知叶绿体，是进行光合作用的场所．
（3）由图一中葡萄糖氧化分解的具体物质变化过程，可推知，c是线粒体，物质④是丙酮酸．在有氧气的条件下，丙酮酸会进入线粒体氧化分解．
（4）离子进出细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白和ATP协助．有氧呼吸过程会释放能量．
（5）根据一个公式：总光合作用量=净光合作用量+呼吸量．
①在15℃、1千勒克司光照下，求该植物5小时光合作用吸收CO2，这是要求总光合作用量．图乙中纵座标中的数值为净光合作用量，需加上呼吸量．所以由图可知，15℃、1千勒克司光照下净光合作用量为11.2mL，加上呼吸量11.2mL，总光合作用量为22.4mL，该植物5小时光合作用吸收CO2为11.2×5=112mL．
②若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃、4千勒克司光照条件下，求该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖，这道题要求的是净光合作用量．由于图乙中纵座标中的数值为净光合作用量，所以就可以由图中数据直接推算．44.8mL二氧化碳换算为2mmol二氧化碳，根据光合作用反应式可知，产生的葡萄糖为1/3mmol，换算后应为60mg=0.06g．
（6）对照坐标图，可得知A点和B点光照强度未达到饱和点，因此此时影响光合速率的因素是光照强度．A点实际光合作用强度为（22.4+11.2）ml，B两点的实际光合作用强度为（22.4+22.4）ml，很明显得知，B＞A．
故答案为：
（1）液泡
（2）光合作用
（3）丙酮酸 有氧气
（4）ATP
（5）①112 ②0.06
（6）光照强速 B＞A
Ⅰ．图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示．图丙为叶肉细胞中有关细胞器的结构模式图．（注：假设在不同光照强度下，植物叶片的呼吸速率不变．）
（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间相等），液滴所在位置应在实验初始标记的______（填左侧或者右侧）位置处．
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有（填字母）______．
（3）在图乙中，光照强度为5千勒克斯时，植物1小时光合作用产生的气体量为______毫升（假设光照强度的变化不会改变植物体的温度）．
Ⅱ．图A表示某绿色植物光合作用中光照强度和氧气释放速率的关系．图B表示该植物在不同温度（15°C和25°C）下，某一光照强度时氧气量和时间的关系，请据图回答：
当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净量和总量时，则它们分别是光照强度为______和______千勒克斯下的测定值．
正确答案
解：I、（1）二氧化碳缓冲溶液可维持甲中二氧化碳浓度的相对稳定，因此液滴的移动方向取决于甲中氧气量的变化，由于光照强度由0渐变为2.5 千勒克斯时，呼吸作用速率大于光合作用速率，导致甲中氧气量减少，因此液滴左移．
（2）光照强度为10千勒克斯时，根据图乙可知，光合作用大于呼吸作用，所以线粒体产生的二氧化碳全部被叶绿体利用进行光合作用，同时叶绿体还可以从外界吸收二氧化碳，释放的氧气一部分释放到外界环境，一部分被呼吸作用利用，所以对应图丙中存在的箭头有a、b、c、d．
（3）真正的光合速率=呼吸速率+表观光合速率，据图乙分析，该植物的呼吸作用速率为50，表观光合作用速率为50，真正的光合速率=50+50=100，植物1小时光合作用产生的气体量为1×100=100ml．
Ⅱ．当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的总量时，分析图AB计算出15℃和25℃时，实际光合作用强度分别是40、50，正是图A中光强度为2.5千勒克斯下的测定实际光合作用强度值；当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净光合量时，分析图AB计算出15℃和25℃时，实际光合作用强度分别是50、70，正是图A中光强度为4千勒克斯下的测定值．
故答案为：
Ⅰ．（1）左侧
（2）a、b、c、d
（3）100
Ⅱ．4 2.5
解析
解：I、（1）二氧化碳缓冲溶液可维持甲中二氧化碳浓度的相对稳定，因此液滴的移动方向取决于甲中氧气量的变化，由于光照强度由0渐变为2.5 千勒克斯时，呼吸作用速率大于光合作用速率，导致甲中氧气量减少，因此液滴左移．
（2）光照强度为10千勒克斯时，根据图乙可知，光合作用大于呼吸作用，所以线粒体产生的二氧化碳全部被叶绿体利用进行光合作用，同时叶绿体还可以从外界吸收二氧化碳，释放的氧气一部分释放到外界环境，一部分被呼吸作用利用，所以对应图丙中存在的箭头有a、b、c、d．
（3）真正的光合速率=呼吸速率+表观光合速率，据图乙分析，该植物的呼吸作用速率为50，表观光合作用速率为50，真正的光合速率=50+50=100，植物1小时光合作用产生的气体量为1×100=100ml．
Ⅱ．当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的总量时，分析图AB计算出15℃和25℃时，实际光合作用强度分别是40、50，正是图A中光强度为2.5千勒克斯下的测定实际光合作用强度值；当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净光合量时，分析图AB计算出15℃和25℃时，实际光合作用强度分别是50、70，正是图A中光强度为4千勒克斯下的测定值．
故答案为：
Ⅰ．（1）左侧
（2）a、b、c、d
（3）100
Ⅱ．4 2.5
如图一表示空气中的CO2含量对某绿色植物光合作用的影响，图二表示一天24h蔬菜大棚内CO2浓度随时间的变化曲线（水平虚线为实验开始时大棚内的CO2浓度）．据图回答下列问题．
（1）两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有______，此时细胞中能产生[H]的部位有______．图二中积累有机物最多的点是______．
（2）经过24h后，大棚内植物有机物的含量会______（填“增加”、“减少”或“不变”）．据图分析原因是______．
（3）图二中A点所进行的生理反应表达式为______．
（4）图一中限制N点的主要外界因素是______和______．N点时叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是______．
（5）若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是______
A．甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同
B．甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降
C．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低
D．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较弱
（6）某同学做“光合色素的提取与分离”实验后，绘制了四种光合色素在滤纸上的分离情况（如图三所示），据图分析，溶解度最大的色素是______（填序号）．另一同学由于研磨绿叶过程中粗心大意，漏加了某些试剂或药品，导致实验结果不理想（如图四所示），请指出该同学漏加的试剂或药品是______．
正确答案
解：（1）光合作用和呼吸作用强度相等的点在图一中就是由释放二氧化碳到吸收二氧化碳的转折点，既M点；在图二就是二氧化碳浓度由增加（减少）到减少（增加）的转折点，既D和H点．此时光合作用和呼吸作用都产生ATP，因此产生场所有：线粒体、细胞质基质、叶绿体．图二中积累有机物最多的点是大棚中二氧化碳浓度最低的点，即H点．
（2）图二中比较A点和I点，可以看出经过24小时后，大棚内二氧化碳含量降低，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物，因此大棚内植物有机物的含量会增加．
（3）A点时没有光照，不能进行光合作用，只进行呼吸作用，反应式是C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量．
（4）图1中N点以后，随着二氧化碳浓度的增加，二氧化碳的吸收量也不再变化，此时限制因素主要是光照强度和温度，N点时，叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜．
（5）A、每种植物光合作用的强度各不相同．故A错误．
B、小室是密闭．随着小室中CO2浓度的下降，光合作用的强度必然下降，因为没有足够的CO2可供叶片吸收了．故B正确．
C、甲室中CO2的浓度较低，并不意味着甲叶片的呼吸强度低．可能是甲叶片的光合作用强度高，CO2都被甲叶片吸收了，所以CO2浓度较低．故C错误．
D、光合作用强度高，就意味着甲叶片固定CO2的能力较强．故D错误．
（6）溶解度越大，扩散距离越大，所以溶解度最大的是丁．图四中色素分离的结果中缺少下面两种色素，即叶绿素a、叶绿素b，这可能是研磨时漏加了碳酸钙导致．因为碳酸钙能够保护叶绿素，如不加，叶绿素就会被破坏．
故答案为：
（1）M、D、H 细胞质基质、叶绿体、线粒体 H
（2）增加 I点CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物
（3）C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
（4）光照强度 温度 从叶绿体基质到类囊体薄膜
（5）B
（6）丁 碳酸钙（CaCO3）
解析
解：（1）光合作用和呼吸作用强度相等的点在图一中就是由释放二氧化碳到吸收二氧化碳的转折点，既M点；在图二就是二氧化碳浓度由增加（减少）到减少（增加）的转折点，既D和H点．此时光合作用和呼吸作用都产生ATP，因此产生场所有：线粒体、细胞质基质、叶绿体．图二中积累有机物最多的点是大棚中二氧化碳浓度最低的点，即H点．
（2）图二中比较A点和I点，可以看出经过24小时后，大棚内二氧化碳含量降低，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物，因此大棚内植物有机物的含量会增加．
（3）A点时没有光照，不能进行光合作用，只进行呼吸作用，反应式是C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量．
（4）图1中N点以后，随着二氧化碳浓度的增加，二氧化碳的吸收量也不再变化，此时限制因素主要是光照强度和温度，N点时，叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜．
（5）A、每种植物光合作用的强度各不相同．故A错误．
B、小室是密闭．随着小室中CO2浓度的下降，光合作用的强度必然下降，因为没有足够的CO2可供叶片吸收了．故B正确．
C、甲室中CO2的浓度较低，并不意味着甲叶片的呼吸强度低．可能是甲叶片的光合作用强度高，CO2都被甲叶片吸收了，所以CO2浓度较低．故C错误．
D、光合作用强度高，就意味着甲叶片固定CO2的能力较强．故D错误．
（6）溶解度越大，扩散距离越大，所以溶解度最大的是丁．图四中色素分离的结果中缺少下面两种色素，即叶绿素a、叶绿素b，这可能是研磨时漏加了碳酸钙导致．因为碳酸钙能够保护叶绿素，如不加，叶绿素就会被破坏．
故答案为：
（1）M、D、H 细胞质基质、叶绿体、线粒体 H
（2）增加 I点CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物
（3）C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
（4）光照强度 温度 从叶绿体基质到类囊体薄膜
（5）B
（6）丁 碳酸钙（CaCO3）
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