- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图．请据图判断下列叙述不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、曲线II和III只有CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确；
B、曲线I和II只有温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度不同，B正确；
C、由曲线图可知，光照强度为a～b，曲线I、II光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；
D、光照强度为a～c，曲线I光合作用强度随光照强度升高而升高，但曲线Ⅲ光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D错误．
故选：D．
如图表示甲、乙两种植物叶肉细胞的光合速率与光照温度的关系，回答下列有关问题．
（1）光合作用受到多多种因素的影响，其中，光照温度直接影响叶绿体中______上的色素吸收光能的过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用暗反应过程中______的过程．
（2）当光照强度增大到一定强度时，甲、乙植物光合速率不再增加，可能限制的外在因素是______（不少于3种）
（3）在光强度为12klx时，甲植物达到______，此时突然停止光照，短期内______化合物的含量会增多，______化合物的含量会减少．
（4）乙植物在光照强度为2klx时，CO2的吸收速率为零的原因是______．1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使乙植物有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于______klx．
（5）若光合作用中产生的氧气进入到相邻的细胞中，参与物质的氧化分解共需要穿过______层磷脂分子．
正确答案
解：（1）光合作用受到多种因素的影响，其中，光照温度直接影响叶绿体中类囊体膜上的色素吸收光能的过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用暗反应过程中CO2固定的过程．
（2）当光照强度增大到一定强度时，甲、乙植物光合速率不再增加，可能限制的外在因素是CO2浓度、温度、水分．
（3）在光强度为12klx时，甲植物达到光饱和点，此时突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故短期内C3化合物的含量会增多，C5化合物的含量会减少．
（4）乙植物在光照强度为2klx时，CO2的吸收速率为零的原因是光合速率等于呼吸速率．当光照强度为4klx时，乙植物净光合速率为1，而乙植物的呼吸速率为1．因此1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使乙植物有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于4klx．
（5）光合作用产生氧气，叶绿体是光合作用的场所，有氧呼吸的第三阶段消耗氧气，场所是线粒体内膜．叶绿体和线粒体都是双层膜的细胞器．因此若光合作用中产生的氧气进入到相邻的细胞中，参与物质的氧化分解共需要穿过6层膜，即12层磷脂分子．
故答案为：
（1）类囊体膜 CO2固定
（2）CO2浓度、温度、水分
（3）光饱和点 C3 C5
（4）光合速率等于呼吸速率 4
（5）12
解析
解：（1）光合作用受到多种因素的影响，其中，光照温度直接影响叶绿体中类囊体膜上的色素吸收光能的过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用暗反应过程中CO2固定的过程．
（2）当光照强度增大到一定强度时，甲、乙植物光合速率不再增加，可能限制的外在因素是CO2浓度、温度、水分．
（3）在光强度为12klx时，甲植物达到光饱和点，此时突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故短期内C3化合物的含量会增多，C5化合物的含量会减少．
（4）乙植物在光照强度为2klx时，CO2的吸收速率为零的原因是光合速率等于呼吸速率．当光照强度为4klx时，乙植物净光合速率为1，而乙植物的呼吸速率为1．因此1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使乙植物有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于4klx．
（5）光合作用产生氧气，叶绿体是光合作用的场所，有氧呼吸的第三阶段消耗氧气，场所是线粒体内膜．叶绿体和线粒体都是双层膜的细胞器．因此若光合作用中产生的氧气进入到相邻的细胞中，参与物质的氧化分解共需要穿过6层膜，即12层磷脂分子．
故答案为：
（1）类囊体膜 CO2固定
（2）CO2浓度、温度、水分
（3）光饱和点 C3 C5
（4）光合速率等于呼吸速率 4
（5）12
如图1是光合作用过程模式图，字母表示相应物质，数字表示生理过程，罗马数字表示结构部位，据图回答：
（1）写出编号的名称：B______ D______Ⅳ______
（2）
（3）Ⅰ、Ⅱ是色素蛋白系统，据图1的信息和所学知识，判断下列各选项对Ⅰ、Ⅱ色素蛋白系统功能的阐述，正确的有______（多选）
A．两种色素蛋白系统含有叶绿素A分子
B．两种色素蛋白系统均含酶
C．两种色素蛋白体系统的功能既有区别又有联系
D．两种色素蛋白系统能运输C6
某活动小组的同学研究A和B两个植物物种对温度及CO2浓度的反应，其实验如下：
实验一：在30℃条件下测得A、B叶片光合速率、呼吸速率，作为对照．
将A、B叶片置于不同的温度条件下，测定其光合作用速率和呼吸作用的速率，再求得与30℃对照数据相比的百分率，结果如图2所示．
实验二：将A叶放在密封透明的小室内，给以适宜光照，在不同CO2浓度下测定光合作用效率，结果如图3所示．
（4）在测定光合作用速率时，影响测试结果的无关变量主要有______（举两例）．测定呼吸作用速率时应注意的环境条件是______．
（5）据图2分析、判断：物种A的呼吸作用速率超出温度______℃时便开始下降．植物B有机物积累量最多的温度约为______℃．
（6）据图3回答：当小室CO2浓度是大气浓度35%时，若利用的CO2全部转化为葡萄糖，A植物每平方米叶、每分钟合成葡萄糖______克．
正确答案
解：（1）根据光合作用的光反应水的光解可知：水光解可以产生氧气、H+、高能e，而高能e+NADP++H+→NADPH，该反应都发生在类囊体薄膜上，由此可以确定图中B为高能e，D为NADPH，Ⅳ为叶绿体类囊体膜．
（2）图中
（3）图中看出，色素蛋白系统Ⅰ、Ⅱ均能吸收光能，因此可以确定两种色素蛋白系统含有叶绿素A分子、均含酶；在系统Ⅰ中还可以发生水的光解，而系统Ⅱ不能，而它们都在传递高能e，因此两种色素蛋白体系统的功能既有区别又有联系；图中C6是在叶绿体基质中合成，然后可以运输到细胞质基质中，其过程中不需要两种色素蛋白系统运输．
（4）影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．在测定光合作用速率时，实验的自变量为温度，因此影响测试结果的无关变量主要有：光照强度、二氧化碳浓度．测定呼吸作用速率时，为了防止光合作用对实验结果的影响，因此应在遮光条件下让植物只进行呼吸作用．
（5）图2曲线中看出，虚线代表物种A的呼吸作用速率，其呼吸速率在50℃之前一直处于上升趋势，超出温度 50℃时便开始下降．图中实线代表B植物的光合作用二氧化碳利用量，在30-35℃时，其对照百分比达到100%，与其它温度比较，此时的光合作用速率最高，因此在此段温度范围内植物B有机物积累量最多．
（6）图3看出，当小室CO2浓度是大气浓度35%时，其CO2利用量为40mol/m2•min，根据光合作用的化学方程式，6mol的二氧化碳生成1mol的葡萄糖，因此若利用的CO2全部转化为葡萄糖，A植物每平方米叶、每分钟合成葡萄糖=40÷6×180=1200克．
故答案为：
（1）高能e NADPH 叶绿体类囊体膜
（2）主动转运
（3）ABC
（4）光照强度、二氧化碳浓度 遮光
（5）50℃30-35℃
（6）1200
解析
解：（1）根据光合作用的光反应水的光解可知：水光解可以产生氧气、H+、高能e，而高能e+NADP++H+→NADPH，该反应都发生在类囊体薄膜上，由此可以确定图中B为高能e，D为NADPH，Ⅳ为叶绿体类囊体膜．
（2）图中
（3）图中看出，色素蛋白系统Ⅰ、Ⅱ均能吸收光能，因此可以确定两种色素蛋白系统含有叶绿素A分子、均含酶；在系统Ⅰ中还可以发生水的光解，而系统Ⅱ不能，而它们都在传递高能e，因此两种色素蛋白体系统的功能既有区别又有联系；图中C6是在叶绿体基质中合成，然后可以运输到细胞质基质中，其过程中不需要两种色素蛋白系统运输．
（4）影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等．在测定光合作用速率时，实验的自变量为温度，因此影响测试结果的无关变量主要有：光照强度、二氧化碳浓度．测定呼吸作用速率时，为了防止光合作用对实验结果的影响，因此应在遮光条件下让植物只进行呼吸作用．
（5）图2曲线中看出，虚线代表物种A的呼吸作用速率，其呼吸速率在50℃之前一直处于上升趋势，超出温度 50℃时便开始下降．图中实线代表B植物的光合作用二氧化碳利用量，在30-35℃时，其对照百分比达到100%，与其它温度比较，此时的光合作用速率最高，因此在此段温度范围内植物B有机物积累量最多．
（6）图3看出，当小室CO2浓度是大气浓度35%时，其CO2利用量为40mol/m2•min，根据光合作用的化学方程式，6mol的二氧化碳生成1mol的葡萄糖，因此若利用的CO2全部转化为葡萄糖，A植物每平方米叶、每分钟合成葡萄糖=40÷6×180=1200克．
故答案为：
（1）高能e NADPH 叶绿体类囊体膜
（2）主动转运
（3）ABC
（4）光照强度、二氧化碳浓度 遮光
（5）50℃30-35℃
（6）1200
正确答案
解析
解：A、从图可知，S1+S3表示细胞呼吸所产生CO2，S2表示光合作用净吸收的CO2量，A错误；
B、S2+S3表示光合作用产生的有机物总量，B错误；
C、由于在最适温度下，所以适当提高CO2浓度，则B点不移，D点右移，C错误；
D、如果降低温度，则C点向左下角移动，D正确．
故选：D．
图示一株天竺葵的叶肉细胞内3-磷酸甘油酸的相对含量在夏季一天24小时内的变化过程，据图分析：
（1）AB段3-磷酸甘油酸的含量较高，其主要原因是______．
（2）CD 段的3-磷酸甘油酸上升的原因可能是______．
（3）G点3-磷酸甘油酸的含量极少，其原因是______．
（4）G点与F点相比，叶绿体中NADPH的含量较______（高或低）．
（5）请在下列坐标中画一条曲线，表示图中的HI段（15时到19时）天竺葵叶肉细胞中核酮糖二磷酸的相对含量的变化趋势（设a点为15时核酮糖二磷酸的含量）．
正确答案
解：（1）AB段为夜间3点到5点之间，此时无光照，不能进行光反应，不能产生NADPH和ATP，3-磷酸甘油酸不能被还原，因此3-磷酸甘油酸的含量较高．
（2）夏季的光照一般较强，正常情况下上午的光照强度会逐渐增强，产生的NADPH和ATP的量将逐渐增多，导致3-磷酸甘油酸逐渐下降；而图中CD段出现异常的3-磷酸甘油酸上升，最可能的原因是由于白天该地区天气暂时由晴转阴，导致光反应减弱．
（3）G点为中午12点到14点之间，此时会由于光照过强导致气孔关闭，缺少CO2，因此不能转化为3-磷酸甘油酸，而3-磷酸甘油酸却可以继续被还原为有机物，因此导致3-磷酸甘油酸的含量不断减少．
（4）G点由于3-磷酸甘油酸含量少，导致暗反应利用NADPH和ATP减少，因此导致NADPH和ATP的量积累，因此与F点相比，叶绿体中NADPH的含量较高．
（5）在下午15时到19时一段时间内，光照强度逐渐减弱，因此产生的NADPH和ATP的量逐渐减少，导致3-磷酸甘油酸还原减少，但是核酮糖二磷酸和二氧化碳的固定仍在发生，因此导致核酮糖二磷酸的量逐渐减少．
故答案为：
（1）无光照，不能进行光反应，不能产生NADPH和ATP，3-磷酸甘油酸不能被还原．
（2）由于白天该地区天气暂时由晴转阴造成的
（3）气孔关闭，缺少CO2，不能转化为3-磷酸甘油酸，而3-磷酸甘油酸却可以继续被还原为有机物．
（4）高
（5）见图
解析
解：（1）AB段为夜间3点到5点之间，此时无光照，不能进行光反应，不能产生NADPH和ATP，3-磷酸甘油酸不能被还原，因此3-磷酸甘油酸的含量较高．
（2）夏季的光照一般较强，正常情况下上午的光照强度会逐渐增强，产生的NADPH和ATP的量将逐渐增多，导致3-磷酸甘油酸逐渐下降；而图中CD段出现异常的3-磷酸甘油酸上升，最可能的原因是由于白天该地区天气暂时由晴转阴，导致光反应减弱．
（3）G点为中午12点到14点之间，此时会由于光照过强导致气孔关闭，缺少CO2，因此不能转化为3-磷酸甘油酸，而3-磷酸甘油酸却可以继续被还原为有机物，因此导致3-磷酸甘油酸的含量不断减少．
（4）G点由于3-磷酸甘油酸含量少，导致暗反应利用NADPH和ATP减少，因此导致NADPH和ATP的量积累，因此与F点相比，叶绿体中NADPH的含量较高．
（5）在下午15时到19时一段时间内，光照强度逐渐减弱，因此产生的NADPH和ATP的量逐渐减少，导致3-磷酸甘油酸还原减少，但是核酮糖二磷酸和二氧化碳的固定仍在发生，因此导致核酮糖二磷酸的量逐渐减少．
故答案为：
（1）无光照，不能进行光反应，不能产生NADPH和ATP，3-磷酸甘油酸不能被还原．
（2）由于白天该地区天气暂时由晴转阴造成的
（3）气孔关闭，缺少CO2，不能转化为3-磷酸甘油酸，而3-磷酸甘油酸却可以继续被还原为有机物．
（4）高
（5）见图
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