- 探究:环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系,实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气下蜜柑叶片的净光合速率(A图)和胞间CO2浓度(B图)的日变化.如图回答下列问题:
(l)与蜜柑叶肉细胞净光合速率大小直接相关的细胞器是______.
(2)影响蜜柑叶片胞间CO2浓度大小的因素较为复杂,一方面与叶片的______(结构)有关,另一方面也与______(环境因素)有关.
(3)在4月晴天的11:00-13:00时,蜜柑叶片净光合速率下降,据图分析,此时蜜柑叶片净光合速率下降的直接原因是______.
(4)在6月晴天的11:00--13:00时,蜜柑叶片胞间CO2浓度明显上升,但净光合速率却显著降低,迸一步研究发现,此时叶绿体的ATP相对含量显著降低,一方面可能是______影响有关酶的活性,另一方面可能是叶肉细胞叶绿体中的______受损,进而影响了净光合速率.此时,采用向叶片喷雾的方法,则可有效提高蜜柑的净光合速率.
(5)用单侧光照射蜜柑幼苗尖端一段时间,细胞壁明显伸长现象发生在幼苗尖端下部______侧.
若要在细胞水平上验证该现象,可取幼苗弯曲处作______(横切,纵切)制成装片进行显微镜观察.根据观察并测量细胞长度的结果能否说明生长素的作用具有两重性:______.
正确答案
解:(1)净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,光合作用与叶绿体相关,细胞呼吸与线粒体相关.
(2)叶片通过气孔吸收二氧化碳,环境的温度、光照等会影响蒸腾作用从而影响气孔的开放度而影响二氧化碳供应.故与情况和大气二氧化碳浓度相关.
(3)据图乙分析,在4月晴天的11:00-13:00时,蜜柑叶片胞间CO2浓度下降,故净光合速率下降.
(4)在6月晴天的11:00--13:00时,一方面可能是温度过高导致酶活性下降,另一方面可能高温导致叶绿体类囊体受损,导致光合作用速率下降.
(5)单侧光导致生长素集中分布在背光侧,背光侧细胞生长较快.可取幼苗弯曲处作纵切制成装片进行显微镜观察细胞大小,因为该生长素浓度为促进浓度,没有抑制,故不能说明生长素的作用具有两重性.
故答案为:
(1)叶绿体、线粒体
(2)气孔 大气CO2浓度
(3)胞间CO2浓度下降,总光合作用强度降低
(4)温度 类囊体(基粒)
(5)背光 纵切 不能
解析
解:(1)净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,光合作用与叶绿体相关,细胞呼吸与线粒体相关.
(2)叶片通过气孔吸收二氧化碳,环境的温度、光照等会影响蒸腾作用从而影响气孔的开放度而影响二氧化碳供应.故与情况和大气二氧化碳浓度相关.
(3)据图乙分析,在4月晴天的11:00-13:00时,蜜柑叶片胞间CO2浓度下降,故净光合速率下降.
(4)在6月晴天的11:00--13:00时,一方面可能是温度过高导致酶活性下降,另一方面可能高温导致叶绿体类囊体受损,导致光合作用速率下降.
(5)单侧光导致生长素集中分布在背光侧,背光侧细胞生长较快.可取幼苗弯曲处作纵切制成装片进行显微镜观察细胞大小,因为该生长素浓度为促进浓度,没有抑制,故不能说明生长素的作用具有两重性.
故答案为:
(1)叶绿体、线粒体
(2)气孔 大气CO2浓度
(3)胞间CO2浓度下降,总光合作用强度降低
(4)温度 类囊体(基粒)
(5)背光 纵切 不能
下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果,请回答相关问题.
(1)甲实验给我们的启示是在栽培农作物时要注意______.
(2)种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示.C→F段,叶绿体内ADP移动方向主要是______,0~24h内,______点(用图示字母表示)植物积累有机物质最多.
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如图丙),并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移.在适宜光照下照射12小时后,从两侧截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b(单位:g).则b~a所代表的是______.
(4)装置丁(如图)可用来探究光照强度对光合作用强度的影响.根据该图的材料及设置,可以确定该实验自变量是______.
正确答案
解:(1)由图甲可以看出,单株光合强度与种植密度有密切的关系,所以在栽培农作物的时候需要合理密植.
(2)C→F段,植物进行光合作用,光反应阶段合成ATP,场所在类囊体薄膜上,所以ADP的移动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜,24小时之内,F点积累的有机物的量最多.
(3)左侧遮光,叶片只能进行呼吸作用,右侧可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用,b~a所代表的是12小时右侧截取部分光合作用制造的有机物总量.
(4)装置丁可以通过调节台灯与烧杯的距离来调节光照强度,自变量是光照强度.
故答案为:(1)合理密植
(2)从叶绿体基质移向类囊体薄膜 F
(3)12小时右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
(4)光照强度(台灯与烧杯的距离)
解析
解:(1)由图甲可以看出,单株光合强度与种植密度有密切的关系,所以在栽培农作物的时候需要合理密植.
(2)C→F段,植物进行光合作用,光反应阶段合成ATP,场所在类囊体薄膜上,所以ADP的移动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜,24小时之内,F点积累的有机物的量最多.
(3)左侧遮光,叶片只能进行呼吸作用,右侧可以进行光合作用,也可以进行呼吸作用,b~a所代表的是12小时右侧截取部分光合作用制造的有机物总量.
(4)装置丁可以通过调节台灯与烧杯的距离来调节光照强度,自变量是光照强度.
故答案为:(1)合理密植
(2)从叶绿体基质移向类囊体薄膜 F
(3)12小时右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
(4)光照强度(台灯与烧杯的距离)
有两种植物,一种在强光下生长,一种在荫蔽处生长.从这两种植物上各取一片彼此相似的叶片,分别放在两个透明盒子中.在适宜温度条件下,逐渐增加光照强度,测定放氧速率的数据如下表.
(1)由表中数据可以推测,取自强光下的叶片是______;光照强度直接影响光合作用的______过程,该过程可将光能转化为______中的化学能.
(2)光照强度>600μmol光子/(m2•s)时,可推知叶片A放氧速率主要被______限制.叶肉细胞呼吸作用产生的CO2转移途径是______.
(3)若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图,则大约在175μmol光子/(m2•s)时两条曲线相交,此点的生物学含义是______.
(4)为提取叶片B中的色素,研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外,还应加入______.经快速研磨、过滤,将滤液收集到试管中,塞上橡皮塞;将试管置于适当的光照条件下2~3min后,试管内的氧含量______.
正确答案
解:(1)由表格数据分析,A叶片取自在强光下生长的植物,而B叶片取自阴生植物.光反应阶段需要光,将光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能.
(2)光照强度>600 μmol光子/(m2•s)时,因CO2供应量有限,暗反应减弱,细胞中ATP和[H]增多反过来会抑制光反应的进行.叶肉细胞呼吸作用产生的CO2转移途径是从线粒体进入叶绿体进行光合作用.
(3)放氧速率代表的是净光合速率,所以绘制出的两条放氧曲线的交点含义是A、B两叶片净光合速率相等.
(4)提取叶绿素需加入无水乙醇、碳酸钙、石英砂;研磨后叶绿体遭破坏,只有叶绿素不能进行光合作用,所以试管内氧气含量基本不变.
故答案为:
(1)A ATP、NADPH
(2)二氧化碳浓度 从线粒体进入叶绿体进行光合作用
(3)阳生植物和阴生植物的净光合速率相等
(4)无水乙醇、碳酸钙、石英砂 基本不变
解析
解:(1)由表格数据分析,A叶片取自在强光下生长的植物,而B叶片取自阴生植物.光反应阶段需要光,将光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能.
(2)光照强度>600 μmol光子/(m2•s)时,因CO2供应量有限,暗反应减弱,细胞中ATP和[H]增多反过来会抑制光反应的进行.叶肉细胞呼吸作用产生的CO2转移途径是从线粒体进入叶绿体进行光合作用.
(3)放氧速率代表的是净光合速率,所以绘制出的两条放氧曲线的交点含义是A、B两叶片净光合速率相等.
(4)提取叶绿素需加入无水乙醇、碳酸钙、石英砂;研磨后叶绿体遭破坏,只有叶绿素不能进行光合作用,所以试管内氧气含量基本不变.
故答案为:
(1)A ATP、NADPH
(2)二氧化碳浓度 从线粒体进入叶绿体进行光合作用
(3)阳生植物和阴生植物的净光合速率相等
(4)无水乙醇、碳酸钙、石英砂 基本不变
如图甲是研究环境因素对农作物产量影响的曲线图,乙是植物细胞代谢过程的部分示意图.请据图分析回答:
(1)甲图中A点的三碳化合物含量______(大于、小于、等于)B点.通过甲图中各点位置的比较,可以看出影响D点光合作用速率的因素有______.F点植物细胞中ADP减少的场所有______.
(2)乙图中物质X、Y分别是______,此时该细胞的光合作用强度______(大于、等于、小于)呼吸作用强度.
(3)除了本实验研究的影响因素外,______等措施也可以提高农作物的产量.
正确答案
解:(1)甲图中A点和B点在同一条曲线上,两者的区别在于光照强度不同,光照强度直接影响光反应阶段,而光反应能为暗反应中C3的还原提供[H]和ATP.A点的光照强度弱于B点,其产生的[H]和ATP较少,导致C3还原的速度较慢,所以A点三碳化合物含量大于B点.通过比较B、C和D三点可知,影响D点光合作用速率的因素有CO2浓度和温度.F点光照强度为0,此时植物细胞只进行呼吸作用,因此细胞中ADP减少的场所(ATP合成的场所)有细胞质基质和线粒体.
(2)由以上分析可知,乙图中物质X是H2O,物质Y是丙酮酸;乙图中叶绿体光合作用所需的CO2除了来自呼吸作用外,还有一部分来自外界环境,由此可见此时该细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度.
(3)影响光合速率的因素除了光照强度、CO2浓度和温度外,还有水、矿质元素等,因此合理施肥、合理灌溉等措施也可以提高农作物的产量.
故答案为:
(1)大于 CO2浓度、温度 细胞质基质和线粒体
(2)H2O和丙酮酸 大于
(3)合理施肥、合理灌溉
解析
解:(1)甲图中A点和B点在同一条曲线上,两者的区别在于光照强度不同,光照强度直接影响光反应阶段,而光反应能为暗反应中C3的还原提供[H]和ATP.A点的光照强度弱于B点,其产生的[H]和ATP较少,导致C3还原的速度较慢,所以A点三碳化合物含量大于B点.通过比较B、C和D三点可知,影响D点光合作用速率的因素有CO2浓度和温度.F点光照强度为0,此时植物细胞只进行呼吸作用,因此细胞中ADP减少的场所(ATP合成的场所)有细胞质基质和线粒体.
(2)由以上分析可知,乙图中物质X是H2O,物质Y是丙酮酸;乙图中叶绿体光合作用所需的CO2除了来自呼吸作用外,还有一部分来自外界环境,由此可见此时该细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度.
(3)影响光合速率的因素除了光照强度、CO2浓度和温度外,还有水、矿质元素等,因此合理施肥、合理灌溉等措施也可以提高农作物的产量.
故答案为:
(1)大于 CO2浓度、温度 细胞质基质和线粒体
(2)H2O和丙酮酸 大于
(3)合理施肥、合理灌溉
将玉米幼苗置于一密闭容器内,黑暗条件下测得10℃和15℃时CO2的释放速率分别为6和11(相对值);图1表示该玉米幼苗10℃和15℃时光合速率随光照强度变化曲线;图2表示10℃对玉米吸收CO2速率随光照强度的变化曲线.若温度升高到15℃,图2中A、B、C点的移动情况正确的是( )
正确答案
解析
解:根据黑暗条件下测得10℃和15℃时CO2的释放速率分别为6和11,说明温度升高到15℃,A点应该下移.由于温度升高,呼吸作用增强,所以光补偿点需要增大,B点右移.同样由于温度升高到15℃时,玉米吸收CO2速率随光照强度增强而增强,C点对应的光饱和点向右移.
故选:A.
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