- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHCO3、黑藻等等．
实验步骤：
①准备6套如图所示装置，编号为1-6．在瓶中各加入约500mL 0.01g/mL NaHCO3溶液后用冷开水充满．
②取6等分黑藻分别放入1-6号装置．
③将6套装置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1-6号装置，观察气泡的产生情况．
④30min后停止光照，测量光合作用释放的O2体积．
实验结果：
对该实验进行分析，回答有关问题：
（1）该实验中的自变量是______．列出实验中的两个控制变量（无关变量）：______．
（2）根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的？______
（3）将实验处理结果绘成柱形图．______
（4）上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是______．
（5）对表中数据进行分析并得出结论．______
（6）在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照强度，因为光照不够会降低产量，而提供多余的光照还会浪费钱．通过该实验还不能够确定最合适黑藻生长的光照强度，该如何开展进一步的探究呢？______．
正确答案
解：（1））该实验的目的是探究光照强度对光合作用强度的影响．自变量是光照强度，因变量的光合作用强度．无关变量有CO2浓度、温度、pH值、黑藻等．
（2）量筒中收集到水，是因为植物进行光合作用产生氧气导致的．所以量筒中的水的体积能代表氧气的体积．
（3）根据测得的氧气的体积的平均值绘图．同时需注意坐标含义．
（4）黑藻在光下既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以测得的是净光合作用，即光合作用产生的氧气量与有氧呼吸消耗氧气量的差值．
（5）从表中可以看出，净光合作用强度与光照强度之间存在分段关系．在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）从表中只能得出，黑藻的最适光照强度介于100～500W之间，欲测得最适光照强度，可在二者之间设置多组梯度进行实验．
故答案为：
C02（或NaHC03溶液）、温度、PH值、黑藻（要求至少答出两项）
（2）读量筒中收集到的水的体积
（3）
（4）黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气
（5）在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度
达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．
解析
解：（1））该实验的目的是探究光照强度对光合作用强度的影响．自变量是光照强度，因变量的光合作用强度．无关变量有CO2浓度、温度、pH值、黑藻等．
（2）量筒中收集到水，是因为植物进行光合作用产生氧气导致的．所以量筒中的水的体积能代表氧气的体积．
（3）根据测得的氧气的体积的平均值绘图．同时需注意坐标含义．
（4）黑藻在光下既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以测得的是净光合作用，即光合作用产生的氧气量与有氧呼吸消耗氧气量的差值．
（5）从表中可以看出，净光合作用强度与光照强度之间存在分段关系．在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）从表中只能得出，黑藻的最适光照强度介于100～500W之间，欲测得最适光照强度，可在二者之间设置多组梯度进行实验．
故答案为：
C02（或NaHC03溶液）、温度、PH值、黑藻（要求至少答出两项）
（2）读量筒中收集到的水的体积
（3）
（4）黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气
（5）在20-200W范围内随着光照强度的不断升高，光合作用产生的氧气量也在升高，但光照强度
达500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度．
（6）在100-500W范围内设置多组梯度进行实验．
（2015•宿迁一模）某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室（如图A所示）．
（1）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是______．图中e点时氧气释放速率降低的原因是______．
（2）若0时开始实验，初始液滴位置为0，之后观察到A装置中液滴的位置如图所示，那么产生此结果的原因是______．装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的______点．
（3）如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验？对照实验：______．若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率可表示为______．
正确答案
解：（1）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．据图可知，二氧化碳缓冲液能维持密闭容器二氧化碳的稳定，因此影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度、温度．e点中午气温过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少，导致光合作用速率略有下降，释放的氧气降低．
（2）根据图A可知，液滴左移，表明密闭容器的气体变小，由于二氧化碳的浓度不变，因此只有氧气浓度下降，即植物有氧呼吸吸收的氧气多于光合作用产生的氧气．
装置刻度管中液滴移到最右点，表明光合作用强度等于呼吸作用强度，即处于B图中的18（或g）点．
（3）如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测出呼吸速率，具体做法是设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作为对照．若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率=净光合速率+呼吸作用速率=M-N．
故答案为：
（1）光照强度、温度 中午气温过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少
（2）有氧呼吸吸收的氧气多于光合作用产生的氧气 18（或g）
（3）设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作为对照 M-N
解析
解：（1）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．据图可知，二氧化碳缓冲液能维持密闭容器二氧化碳的稳定，因此影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度、温度．e点中午气温过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少，导致光合作用速率略有下降，释放的氧气降低．
（2）根据图A可知，液滴左移，表明密闭容器的气体变小，由于二氧化碳的浓度不变，因此只有氧气浓度下降，即植物有氧呼吸吸收的氧气多于光合作用产生的氧气．
装置刻度管中液滴移到最右点，表明光合作用强度等于呼吸作用强度，即处于B图中的18（或g）点．
（3）如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测出呼吸速率，具体做法是设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作为对照．若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率=净光合速率+呼吸作用速率=M-N．
故答案为：
（1）光照强度、温度 中午气温过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少
（2）有氧呼吸吸收的氧气多于光合作用产生的氧气 18（或g）
（3）设置如A一样的装置，遮光放在和A相同的环境条件下作为对照 M-N
银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，为白色；叶片内侧含有叶绿体，为绿色．它是研究影响植物光合作用因素的理想材料．
（1）若用其证明叶绿体是光合作用的场所，只需要将该植物放在适宜的条件下，用每一片叶的______ 进行对照即可证明．
（2）若用其证明光照是光合作用的条件之一，某科技小组设计了两种实验方案：①选取6片叶片，其中3片进行遮光处理，另外3片进行曝光处理；②选取6片叶片，每片叶片都是一半进行遮光处理，另外一半进行曝光处理．方案______更加合理准确，原因是______．
（3）若用其证明CO2是光合作用的条件之一．某同学在同一植株上选取了两片大小相近、生长状况良好的叶片，将其中一片放在内部盛放有一小杯适宜浓度NaOH溶液的锥形瓶中，将另外一片放在内部盛放有一小杯等量NaHCO3溶液的锥形瓶中，并分别进行密封处理．光照 1h后，发现两片叶片中都有淀粉，最可能的原因是______．
（4）研究人员将天竺葵幼苗的叶片放在特定的实验装置中，研究其在不同条件下的光合作用和细胞呼吸．实验结果如下表所示．
①该叶片在20℃、5klx光照下比10℃、5klx光照下固定CO2的速率______ （填“快”、“慢”或“相同”）．
②如果将该叶片先在10℃、5klx的条件下放置1h，然后置于20℃黑暗条件下4h，要使此叶片的干物质量与黑暗处理前一样，则需要再在20klx、20℃条件下光照______h．
正确答案
解：（1）根据题意可知，银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，不能进行光合作用；叶片内侧含有叶绿体，可以进行光合作用，因此若用其证明叶绿体是光合作用的场所，只需要将该植物放在适宜的条件下，用每一片叶的叶片边缘和叶片内侧 进行对照即可证明．
（2）要证明光照是光合作用的条件之一，则实验的自变量为是否有光照，而其他无关变量应保持相同且适宜．方案一分别用三片叶片进行对照，但是不同叶片的生理状况可能有所区别，所得的实验结构可能不准确，因此采用方案二每片叶片都是一半进行遮光处理，另外一半进行曝光处理更加合理准确，更能排除无关变量的干扰．
（3）由于二氧化碳参与光合作用产生淀粉等有机物，因此若用其证明CO2是光合作用的条件之一时，首先进行暗黑处理，以消耗叶片中原有的有机物．
（4）①表格中黑暗时氧气的释放量表示呼吸速率，光照是氧气的释放量表示净光合速率．该叶片在20℃、5klx光照下的固定CO2的速率即为总光合速率=净光合速率+呼吸速率=2.5+1.5=4mg，10℃、5klx光照下固定CO2的速率=3.5+0.5=4mg．
②该叶片在10℃、5klx的条件下放置1h，其净光合作用量为3.5mg，而在20℃黑暗条件下4h要消耗氧气量=1.5×4=6mg，此时叶片重量减少2.5mg，因此要使此叶片的干物质量与黑暗处理前一样，则需要再在20klx、20℃条件下光照1h．
故答案为：
（1）叶片边缘和叶片内侧
（2）②更能排除无关变量的干扰
（3）没有进行黑暗（饥饿）处理
（4）①相同 ②1
解析
解：（1）根据题意可知，银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，不能进行光合作用；叶片内侧含有叶绿体，可以进行光合作用，因此若用其证明叶绿体是光合作用的场所，只需要将该植物放在适宜的条件下，用每一片叶的叶片边缘和叶片内侧 进行对照即可证明．
（2）要证明光照是光合作用的条件之一，则实验的自变量为是否有光照，而其他无关变量应保持相同且适宜．方案一分别用三片叶片进行对照，但是不同叶片的生理状况可能有所区别，所得的实验结构可能不准确，因此采用方案二每片叶片都是一半进行遮光处理，另外一半进行曝光处理更加合理准确，更能排除无关变量的干扰．
（3）由于二氧化碳参与光合作用产生淀粉等有机物，因此若用其证明CO2是光合作用的条件之一时，首先进行暗黑处理，以消耗叶片中原有的有机物．
（4）①表格中黑暗时氧气的释放量表示呼吸速率，光照是氧气的释放量表示净光合速率．该叶片在20℃、5klx光照下的固定CO2的速率即为总光合速率=净光合速率+呼吸速率=2.5+1.5=4mg，10℃、5klx光照下固定CO2的速率=3.5+0.5=4mg．
②该叶片在10℃、5klx的条件下放置1h，其净光合作用量为3.5mg，而在20℃黑暗条件下4h要消耗氧气量=1.5×4=6mg，此时叶片重量减少2.5mg，因此要使此叶片的干物质量与黑暗处理前一样，则需要再在20klx、20℃条件下光照1h．
故答案为：
（1）叶片边缘和叶片内侧
（2）②更能排除无关变量的干扰
（3）没有进行黑暗（饥饿）处理
（4）①相同 ②1
为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图．请回答：
（1）本实验除了通过测定二氧化碳吸收量，还可以通过测定______来表示光合作用强度．本实验探究的自变量有______．
（2）与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是______，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是______．
（3）实验结果表明，在______的条件下施肥效果明显．
正确答案
解：（1）本实验除了通过测定二氧化碳吸收量，还可以通过测定O2的释放量来表示光合作用强度．影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度、矿质元素、水等，由题意可知本实验探究的自变量有光照强度、矿质元素、水．
（2）由图示曲线可知：与D点相比，B点的光照强度较弱，光合作用强度也较弱，因此B点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是光照强度；C点土壤含水量较少，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量；
（3）根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%-60%之间时，施肥的效果才能变现出来
故答案为：
（1）O2的释放量 光照强度、矿质元素、水
（2）光照强度 水分
（3）土壤含水量在40%～60%
解析
解：（1）本实验除了通过测定二氧化碳吸收量，还可以通过测定O2的释放量来表示光合作用强度．影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度、矿质元素、水等，由题意可知本实验探究的自变量有光照强度、矿质元素、水．
（2）由图示曲线可知：与D点相比，B点的光照强度较弱，光合作用强度也较弱，因此B点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是光照强度；C点土壤含水量较少，光合作用强度较低，因此C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是土壤含水量；
（3）根据图示，同一光照条件下，当土壤含水量在40%-60%之间时，施肥的效果才能变现出来
故答案为：
（1）O2的释放量 光照强度、矿质元素、水
（2）光照强度 水分
（3）土壤含水量在40%～60%
有关绿色植物代谢的问题．
材料1、利用紫苏植物进行实验，图1表示在一个密闭容器内紫苏植株一昼夜O2含量的变化，图2表示紫苏叶肉细胞内进行的两大生理过程示意图，（Ⅰ-Ⅶ代表物质，①-⑤代表过程，[______]填编号，横线上填文字）
1）图1中B点后曲线上升的原因是光合作用程中______阶段增强，此时产生的______为CO2的还原提供条件．
2）分析图1可知，紫苏植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是______．（用图中字母回答）．该紫苏植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？______．
3）图2中过程①被称为______，IV表示______，其产生后由辅酶携带运送至______（具体场所），最终与 V结合．
4）图2中能产生ADP的过程是[]______，该过程的能量变化是______．
材料2 若将一绿色植物置于密闭玻璃罩内，在黑暗条件下，罩内CO2含量每小时增加了25mg；在充足光照条件下，罩内CO2含量每小时减少了50mg．据测定，上述光照条件下，光合作用每小时共合成葡萄糖60mg．若呼吸底物和光合产物均为葡萄糖，请回答：（保留2位小数）
5）该植物在光照条件下的呼吸作用每小时CO2产生量为______mg； 若上述条件不变，该植物光照10小时，其余时间不给光照，则一昼夜可积累葡萄糖______mg．
正确答案
解：（1）图中B点光合速率等于呼吸速率，在B点之后，光照强度进一步增强，提高光反应进行．从而产生NADPH和ATP 供暗反应利用．
（2）图中，B、C 点光合速率等于呼吸速率，经过一夜，氧气的含量有所减少，说明有机物不会积累反而消耗．
（3）图中过程①表示二氧化碳的固定．Ⅳ表示有氧呼吸前两阶段产生的H，最终在线粒体内膜与氧结合生成水．
（4）图中能产生ADP的过程即ATP的分解过程，发生在光合作用的暗反应过程，从而把ATP中化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中．
（5）光合作用每小时共合成葡萄糖60mg，通过计算可知共需要二氧化碳气体88 mg，而光照条件下，罩内CO2含量每小时减少了50mg，则光照条件下呼吸速率为88-50=“38“mg，该植物光照10小时，其余时间不给光照，则一昼夜净吸收二氧化碳为（10×50-14×25）=150 mg，换算成葡萄糖为 102.27．
故答案为：
（1）光反应，NADPH和ATP
（2）B、C 否
（3）CO2的固定，H+ 线粒体内膜．
（4）[2]三碳化合物还原 活跃的化学能→稳定的化学能
（5）38 102.27
解析
解：（1）图中B点光合速率等于呼吸速率，在B点之后，光照强度进一步增强，提高光反应进行．从而产生NADPH和ATP 供暗反应利用．
（2）图中，B、C 点光合速率等于呼吸速率，经过一夜，氧气的含量有所减少，说明有机物不会积累反而消耗．
（3）图中过程①表示二氧化碳的固定．Ⅳ表示有氧呼吸前两阶段产生的H，最终在线粒体内膜与氧结合生成水．
（4）图中能产生ADP的过程即ATP的分解过程，发生在光合作用的暗反应过程，从而把ATP中化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中．
（5）光合作用每小时共合成葡萄糖60mg，通过计算可知共需要二氧化碳气体88 mg，而光照条件下，罩内CO2含量每小时减少了50mg，则光照条件下呼吸速率为88-50=“38“mg，该植物光照10小时，其余时间不给光照，则一昼夜净吸收二氧化碳为（10×50-14×25）=150 mg，换算成葡萄糖为 102.27．
故答案为：
（1）光反应，NADPH和ATP
（2）B、C 否
（3）CO2的固定，H+ 线粒体内膜．
（4）[2]三碳化合物还原 活跃的化学能→稳定的化学能
（5）38 102.27
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