- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标（见下表）下列分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、140μmol•m-2•s-1为马尾松植株的光补偿点，当光强大于140μmol•m-2•s-1时马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2除进入线粒体外，还扩散至细胞外，A错误；
B、光强小于1255μmol•m-2•s-1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度，B错误；
C、森林中生产者制造有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量，C错误；
D、由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加，D正确．
故选：D．
为研究水杨酸 （SA）对水稻幼苗抗寒能力的影响，研究者用 0.5mmo1/L的SA喷洒水稻幼苗叶片，同时设置对照实验，低温处理 1天后测定有关数据 （下表）． 请回答：
（1）本实验中对照组的处理是______． 在测定各项生理指标时，每个处理均需设______实验，取平均值，以提高实验数据的可信度．
（2）叶绿体的类囊体膜分布有______，SA在低温条件下能保护光合器官，提高光合速率．据表中数据分析：①______，有利于光反应进行；②实验组CO2的吸收量比对照组______，有利于______．
（3）为进一步研究SA在低温条件增强水稻幼苗光合性能的最适浓度，请简述实验设计思路．
正确答案
解：（1）本实验中实验的自变量为是否使用SA处理水稻幼苗，实验组用0.5mmo1/L的SA喷洒水稻幼苗叶片，对照组应用等量的清水喷洒叶片． 在测定各项生理指标时，每个处理均需设重复实验，取平均值，以提高实验数据的可信度．
（2）叶绿体中色素分布在类囊体膜上，SA在低温条件下能保护光合器官，提高光合速率．光合作用过程中，光照强度主要影响光反应，因此表中数据中实验组的总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应进行；二氧化碳浓度主要影响暗反应，表中数据显示，实验组胞间C02含量低于对照组，说明实验组CO2的吸收量比对照组多，有利于暗反应进行．
（3）为进一步研究SA在低温条件增强水稻幼苗光合性能的最适浓度，应用有一定浓度梯度的SA分别处理水稻幼苗，低温处理相同时间后，测定并比较光合性能指标，以确定最适浓度．
故答案为：
（1）用等量的清水喷洒叶片 重复
（2）吸收光能的色素 总叶绿素含量比对照组高 多 暗反应进行
（3）用有一定浓度梯度的 SA分别处理水稻幼苗，低温处理相同时间后，测定并比较光合性能指标，以确定最适浓度
解析
解：（1）本实验中实验的自变量为是否使用SA处理水稻幼苗，实验组用0.5mmo1/L的SA喷洒水稻幼苗叶片，对照组应用等量的清水喷洒叶片． 在测定各项生理指标时，每个处理均需设重复实验，取平均值，以提高实验数据的可信度．
（2）叶绿体中色素分布在类囊体膜上，SA在低温条件下能保护光合器官，提高光合速率．光合作用过程中，光照强度主要影响光反应，因此表中数据中实验组的总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应进行；二氧化碳浓度主要影响暗反应，表中数据显示，实验组胞间C02含量低于对照组，说明实验组CO2的吸收量比对照组多，有利于暗反应进行．
（3）为进一步研究SA在低温条件增强水稻幼苗光合性能的最适浓度，应用有一定浓度梯度的SA分别处理水稻幼苗，低温处理相同时间后，测定并比较光合性能指标，以确定最适浓度．
故答案为：
（1）用等量的清水喷洒叶片 重复
（2）吸收光能的色素 总叶绿素含量比对照组高 多 暗反应进行
（3）用有一定浓度梯度的 SA分别处理水稻幼苗，低温处理相同时间后，测定并比较光合性能指标，以确定最适浓度
正确答案
解析
解：A、当温度一定时，在一定的光照强度范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，但是当超过一定强度后，光合速率不再变化，A错误；
B、图中看出，P点之前三线重合，说明在一定光照强度下，不同温度条件下光合速率相同，B错误；
C、据图示可知，当光照强度大于Q时，光照强度不再是限制因素，温度是限制光合作用效率的因素，C正确；
D、当光照强度小于P时，温度对光合作用效率的影响不大，D错误．
故选：C．
玉米是我国重要的粮食作物，玉米幼苗易发生黄叶病，表现为叶片发黄，无光泽．科研人员对黄叶病玉米的光合作用进行了研究．如图中的甲图表示光照强度对普通型玉米（A）、黄叶病玉米（B）光合作用的影响；乙图表示栽种普通型玉米的大棚一天内CO2浓度的变化情况．据图回答下列问题：
（1）根据图甲可知黄叶病玉米光合作用力较弱，光照强度为y时，黄叶病玉米叶绿体内C3的含量______（填“大于”、“等于”或“小于”）普通型玉米；此种光强下每天光照时间必须大于______h，黄叶病玉米才能生长．
（2）如果大棚内作物由普通型玉米改为黄叶病玉米，乙图中b点将向______方（左上、左下、右上、右下）移动．
（3）为了了解黄叶病的发病原因，可利用有机溶剂提取出的叶绿体色素，并用______法鉴定黄叶病幼苗叶绿体色素的缺陷，结果发现滤纸条上的第三、四条色素带明显变窄，说明______．
（4）玉米黄叶病在幼苗期发生，具有明显的地域特征，随着幼苗的生长黄叶现象也会逐渐消失，且无病虫害现象，由此可推测黄叶病可能是因______的缺陷而引起的．
正确答案
解：（1）光照强度为y时，与普通型玉米相比，黄叶病玉米光反应产生的ATP和[H]减少，C3的还原量减少，故叶绿体内C3的含量增加．黄叶病玉米能生长必须是净光合作用量大于0．设每天光照时间必须大于Xh，黄叶病玉米才能生长，则4X-2（24-X）＞0，解得X＞8．因此此种光强下每天光照时间必须大于8h，黄叶病玉米才能生长．
（2）由图甲可知，黄叶病玉米的呼吸作用较强．如果大棚内作物由普通型玉米改为黄叶病玉米，要使光合作用强度等于呼吸作用强度，必须需要更强的光照强度，且呼吸作用产生了更多的二氧化碳，故乙图中b点将向右上方移动．
（3）为了了解黄叶病的发病原因，可利用有机溶剂提取出的叶绿体色素，并用纸层析法鉴定黄叶病幼苗叶绿体色素的缺陷，结果发现滤纸条上的第三、四条色素带明显变窄，说明黄叶病玉米叶绿体中叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）含量减少．
（4）氮、镁元素是合成叶绿素的必需元素．玉米黄叶病在幼苗期发生，具有明显的地域特征，随着幼苗的生长黄叶现象也会逐渐消失，且无病虫害现象，由此可推测黄叶病可能是因氮或镁元素的缺陷而引起的．
故答案为：
（1）大于 8
（2）右上
（3）纸层析法 黄叶病玉米叶绿体中叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）含量减少
（4）氮或镁元素
解析
解：（1）光照强度为y时，与普通型玉米相比，黄叶病玉米光反应产生的ATP和[H]减少，C3的还原量减少，故叶绿体内C3的含量增加．黄叶病玉米能生长必须是净光合作用量大于0．设每天光照时间必须大于Xh，黄叶病玉米才能生长，则4X-2（24-X）＞0，解得X＞8．因此此种光强下每天光照时间必须大于8h，黄叶病玉米才能生长．
（2）由图甲可知，黄叶病玉米的呼吸作用较强．如果大棚内作物由普通型玉米改为黄叶病玉米，要使光合作用强度等于呼吸作用强度，必须需要更强的光照强度，且呼吸作用产生了更多的二氧化碳，故乙图中b点将向右上方移动．
（3）为了了解黄叶病的发病原因，可利用有机溶剂提取出的叶绿体色素，并用纸层析法鉴定黄叶病幼苗叶绿体色素的缺陷，结果发现滤纸条上的第三、四条色素带明显变窄，说明黄叶病玉米叶绿体中叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）含量减少．
（4）氮、镁元素是合成叶绿素的必需元素．玉米黄叶病在幼苗期发生，具有明显的地域特征，随着幼苗的生长黄叶现象也会逐渐消失，且无病虫害现象，由此可推测黄叶病可能是因氮或镁元素的缺陷而引起的．
故答案为：
（1）大于 8
（2）右上
（3）纸层析法 黄叶病玉米叶绿体中叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）含量减少
（4）氮或镁元素
实验一：采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率．
实验二：将另一份叶片切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20℃恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率．
实验结果如图．请据图回答：
（1）在实验的浓度范围内，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均______，原因是光合作用所需的______增加导致的．
（2）在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率______（填大于/小于/等于）叶绿体的O2释放速率．原因可能是叶切片光合作用产生的O2一部分被______．
（3）为探究第（2）题的原因分析是否正确，设计以下实验方案，请补充．
称取______g四叶龄水稻叶片，切成约1.0mm×1.0mm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1mol•L-1的KHCO3溶液中，在______条件下，分别用氧电极测定其______．
正确答案
解：（1）图中可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2，KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大．
（2）图中可以看出，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因．
（3）要探究第（2）题的原因分析是否正确，只需设置实验二的对照实验即可，即其他操作均相同，但是将叶切片放在黑暗、20℃恒温条件下，来测定其氧气消耗速率即可．
故答案为：（（10分），前4空每空（1分），后3空每空2分）
（1）上升 CO2浓度 （2）小于 呼吸作用消耗
（3）1.5 黑暗、20℃恒温 O2消耗速率（或呼吸速率）
解析
解：（1）图中可以看出，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升，这是由于KHCO3溶液可以提供CO2，KHCO3溶液浓度越高，提供的CO2越多，光合作用强度就越大．
（2）图中可以看出，实验一结果的曲线始终处于实验二曲线之上，即在相同KHCO3溶液浓度下，叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率，这可能是叶切片要进行呼吸作用消耗氧气的原因．
（3）要探究第（2）题的原因分析是否正确，只需设置实验二的对照实验即可，即其他操作均相同，但是将叶切片放在黑暗、20℃恒温条件下，来测定其氧气消耗速率即可．
故答案为：（（10分），前4空每空（1分），后3空每空2分）
（1）上升 CO2浓度 （2）小于 呼吸作用消耗
（3）1.5 黑暗、20℃恒温 O2消耗速率（或呼吸速率）
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