- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图；图乙为外界因素对光合作用影响的关 系图．谙分析回答：
（1）阁甲中a、b两个生理过程发生的场所是______．若适当提高CO2浓度，短时间内图中C的含量变化是______．
（2）图甲中物质D为______，D的生成呈可代表光合作用的强度．除此外，下列哪些选项也能够代表光合作用强度？______．
A.02的释放量 B．C3化合物的量 C．C5化合物的量 D．CO2的吸收量
（3）经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是______．
（4）在电子显微镜下观察，可肴到叶绿体内部有一些颗粒，它们被肴作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是______．
（5）乙图中，如果X代表土壤中Mg2+浓度，则X可通过影响______的合成来影响光合速率；如果X代表CO2的含量，则X主要通过影响______的产生来影响光合速率．
正确答案
解：（1）甲中a表示二氧化碳的固定，b表示三碳化合物的还原，均为暗反应中的物质变化，暗反应发生在叶绿体基质中．若适当提高CO2浓度，二氧化碳的固定会增强，C3含量会增多，因此三碳化合物的还原利用的[H]和ATP增多，从而导致[H]（即图中C）含量下降．
（2）图甲中物质D为光合作用暗反应的产物，即（CH2O）（或有机物、糖类）．光合作用过程中糖类的生成量、02的释放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用强度．
（3）在夜间没有光照，不能进行光反应，不能生成[H]和ATP，因此暗反应中三碳化合物的还原将无法进行．
（4）叶绿体的生长过程就是叶绿体外膜、内膜以及类囊体膜不断生长的过程，而叶绿体膜的成分主要为磷脂和蛋白质，因此脂质仓库中的脂质将用于叶绿体的生长而逐渐变小．
（5）Mg2+是合成叶绿素的主要元素，如果土壤溶液中缺Mg2+，植物叶片就会发黄，光合作用强度就会减弱．如果X代表CO2的含量，CO2用于用于暗反应中二氧化碳固定生成C3．
故答案为：
（1）叶绿体基质 下降
（2）（CH2O）（或有机物、糖类） AD
（3）没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP
（4）颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构
（5）叶绿素（或色素） 三碳化合物（C3）
解析
解：（1）甲中a表示二氧化碳的固定，b表示三碳化合物的还原，均为暗反应中的物质变化，暗反应发生在叶绿体基质中．若适当提高CO2浓度，二氧化碳的固定会增强，C3含量会增多，因此三碳化合物的还原利用的[H]和ATP增多，从而导致[H]（即图中C）含量下降．
（2）图甲中物质D为光合作用暗反应的产物，即（CH2O）（或有机物、糖类）．光合作用过程中糖类的生成量、02的释放量和CO2的吸收量等均能代表光合作用强度．
（3）在夜间没有光照，不能进行光反应，不能生成[H]和ATP，因此暗反应中三碳化合物的还原将无法进行．
（4）叶绿体的生长过程就是叶绿体外膜、内膜以及类囊体膜不断生长的过程，而叶绿体膜的成分主要为磷脂和蛋白质，因此脂质仓库中的脂质将用于叶绿体的生长而逐渐变小．
（5）Mg2+是合成叶绿素的主要元素，如果土壤溶液中缺Mg2+，植物叶片就会发黄，光合作用强度就会减弱．如果X代表CO2的含量，CO2用于用于暗反应中二氧化碳固定生成C3．
故答案为：
（1）叶绿体基质 下降
（2）（CH2O）（或有机物、糖类） AD
（3）没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP
（4）颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构
（5）叶绿素（或色素） 三碳化合物（C3）
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的______过程．光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与______作用有关酶的最适温度更高．
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是______℃．在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是______．
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是______．
（2）为研究某池塘光照强度与生态系统平衡的关系，有学生做了这样一个实验：从池塘的某一深度取得一桶水样，分装于7对黑白瓶中，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为不透光的玻璃瓶，剩余水样测得原初溶解氧的含量为15g/m3．将7对黑白瓶分别置于7种不同功率的灯泡光照1小时．其间用仪器测定黑白瓶内氧气浓度的含量（浓度单位g/m3）．实验结果如下：
①白瓶在光强为25W时产生的氧气量是______g/m3，消耗的氧气量是______g/m3．
②当光照强度大于______W时，表明这个生态系统能维护平衡状态．原因是______．
③实验中设置黑瓶的作用是用来测定______．
正确答案
解：（1）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（2）①白瓶在光强为25W时产生的氧气量是总生产量，即白瓶溶解氧-黑瓶溶解氧=14-8=6g/m3，消耗的氧气量即呼吸作用量=初始瓶溶解氧-黑瓶溶解氧=15-8=7g/m3．
②对生态系统来说，只有物质输入大于输出，即净光合量大于0时，生态系统才能维持稳定．根据净生产量=白瓶溶解氧-初始瓶溶解氧，因原初溶解氧的含量为15g/m3，故只有白瓶溶解氧大于15g/m3即光照强度大于30W时，净光合量才大于0，生态系统才能维护平衡状态．
③由前面分析可知，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，故实验中设置黑瓶的作用是用来测定呼吸作用消耗的氧气量．
故答案为：
（1）①C3的还原 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（2）①6 7
②30 光合作用释放的氧气量大于呼吸作用吸收的氧气量，从而使水中保持一定的氧气浓度
③测定呼吸作用消耗的氧气量
解析
解：（1）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（2）①白瓶在光强为25W时产生的氧气量是总生产量，即白瓶溶解氧-黑瓶溶解氧=14-8=6g/m3，消耗的氧气量即呼吸作用量=初始瓶溶解氧-黑瓶溶解氧=15-8=7g/m3．
②对生态系统来说，只有物质输入大于输出，即净光合量大于0时，生态系统才能维持稳定．根据净生产量=白瓶溶解氧-初始瓶溶解氧，因原初溶解氧的含量为15g/m3，故只有白瓶溶解氧大于15g/m3即光照强度大于30W时，净光合量才大于0，生态系统才能维护平衡状态．
③由前面分析可知，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，故实验中设置黑瓶的作用是用来测定呼吸作用消耗的氧气量．
故答案为：
（1）①C3的还原 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（2）①6 7
②30 光合作用释放的氧气量大于呼吸作用吸收的氧气量，从而使水中保持一定的氧气浓度
③测定呼吸作用消耗的氧气量
据下列4图中的曲线分析，其叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、甲图可以看出，在一定范围内，随着CO2的浓度的升高植物的光合作用在不断增强，故A正确；
B、乙图中横轴表示氧气浓度，纵轴表示根细胞吸收矿质离子的量，图中可以看出，在B点之前，根细胞吸收矿质离子的量和氧气浓度呈正相关，故B正确；
C、丙图中，A曲线表示随着日照时间的延长，开花前的时间在缩短，即延长光照时间可促使A植物提前开花，缩短光照时间可促使A植物推后开花，故C错误；
D、丁图可以看出，生长素浓度在B点之前均能促进生长，只是在A点时促进作用最强，故D正确．
故选C．
研究人员以某绿色植物为材料，利用多套图甲装置，对影响光合作用的环境因素进行研究．
（1）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲液，然后再打开该装置的活塞开关，使U型管两侧的液面如图甲所示，关闭活塞．实验的观察指标是U型管A侧液面的变化值．在每一给定温度，其他条件均相同且适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表：
请分析水柱的高度表示的是______（填总光合速率或净光合速率）．
（2）夏季去除图甲的水浴装置和小烧杯后，置于自然环境条件下，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计，利用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况，绘制成如图乙曲线．请问一昼夜中植物体内的有机物总量______（能、不能）增加．
（3）乙图中EF段形成的原因是______；在______时有机物的积累最多．
（4）若用甲装置来探究温度对绿色植物的呼吸速率的影响，首先烧杯中应该加入试剂______，其次还要将甲装置进行______处理．
（5）图乙D到G段玻璃罩内二氧化碳浓度下降的原因是______，光合作用速率等于呼吸作用速率的点是______．
正确答案
解：（1）图甲实验装置中，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度．
（2）由图可知，H点高于A点，罩内CO2浓度升高，可知呼吸作用量大于光合作用量，因此没有有机物积累，植物不能生长．
（3）中午光照过强，温度过高导致气孔关闭，吸收CO2少，使光合速率降低．图中DG段二氧化碳量处于下降趋势，表明光合作用速率大于呼吸作用速率，C02含量减少；但是到G点之后光合作用将小于呼吸作用，因此在G点时有机物积累最多．
（4）测定呼吸作用要排除光照的影响，故需要遮光处理，同时还需要加入氢氧化钠溶液吸收呼吸作用产生的CO2．
（5）图中D、G两点时二氧化碳浓度达到平衡点，表明此时光合作用吸收的二氧化碳刚好等于呼吸作用释放的二氧化碳．因此图中D到G段玻璃罩内二氧化碳浓度下降，是由于光合作用大于呼吸作用．
故答案为：
（1）净光合速率
（2）不能
（3）光照过强，温度过高导致气孔关闭，使光合速率降低 G
（4）氢氧化钠溶液 遮光
（5）光合作用大于呼吸作用 D、G
解析
解：（1）图甲实验装置中，如果烧杯中放置二氧化碳缓冲液，并且提供光照，该缓冲液可以为光合作用提供稳定的二氧化碳来源，此时装置中变化的气体是氧气，因此左侧的水柱高度能够表示净光合速率强度．
（2）由图可知，H点高于A点，罩内CO2浓度升高，可知呼吸作用量大于光合作用量，因此没有有机物积累，植物不能生长．
（3）中午光照过强，温度过高导致气孔关闭，吸收CO2少，使光合速率降低．图中DG段二氧化碳量处于下降趋势，表明光合作用速率大于呼吸作用速率，C02含量减少；但是到G点之后光合作用将小于呼吸作用，因此在G点时有机物积累最多．
（4）测定呼吸作用要排除光照的影响，故需要遮光处理，同时还需要加入氢氧化钠溶液吸收呼吸作用产生的CO2．
（5）图中D、G两点时二氧化碳浓度达到平衡点，表明此时光合作用吸收的二氧化碳刚好等于呼吸作用释放的二氧化碳．因此图中D到G段玻璃罩内二氧化碳浓度下降，是由于光合作用大于呼吸作用．
故答案为：
（1）净光合速率
（2）不能
（3）光照过强，温度过高导致气孔关闭，使光合速率降低 G
（4）氢氧化钠溶液 遮光
（5）光合作用大于呼吸作用 D、G
图1是测定光合作用速度的装置，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玻璃刻度管内红色液滴移动距离经计算获得．在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图2所示．
（1）由图1可知，实验过程中试管内含量发生变化的气体是______．当光照强度为15千勒克司，1小时光合作用产生该气体的量为______毫升．
（2）为了使实验结果更具说服力，本实验还应设置对照实验．在光照相同的情况下，如果对照组刻度管中的红色液滴较初始位置向右移了5毫升，其可能的原因是______．
（3）理想条件下将某绿色植物放在特定实验装置中，研究温度对光合作用与细胞呼吸的影响，获得的实验数据如下表所示，回答相关问题：
①光照下植物吸收二氧化碳量随温度发生变化的主要原因是______．
②若实验过程中昼夜一直不停光照，则温度为______时植物生长速度最快．
③若每天提供12小时光照，其余时间黑暗处理，则24小时内植物有机物积累量最大时的温度是______．
正确答案
解：（1）二氧化碳缓冲液可以维持试管中二氧化碳量的恒定，因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化．由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．
（2）为了使实验结果更具说服力，本实验还应设置对照实验，以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（3）表格中，光照下吸收的二氧化碳量为净光合速率，黑暗中释放的二氧化碳量为呼吸速率，并且净光合速率=真光合速率-呼吸速率．
①光合作用和呼吸作用过程中都需要相应酶的催化，而温度能影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用．
②在温度为25℃时，植物的净光合速率达到最大，为3.75mg/h，此时植物生长速度最快．
③白天的积累量-夜间的消耗量=一天中有机物的积累量，表格中可以看出温度为20℃时，3.25-1.5=1.75mg/h，该积累量最大．
故答案为：
（1）氧气 200
（2）环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响（合理给分）
（3）①温度影响光合作用和呼吸作用相关酶的活性 ②25℃③20℃
解析
解：（1）二氧化碳缓冲液可以维持试管中二氧化碳量的恒定，因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化．由于总光合量=净光合量+呼吸量，图乙植物光照强度为15千勒克斯时，1小时气体体积为150毫升，所以光合作用产生的气体量为150+50=200毫升．
（2）为了使实验结果更具说服力，本实验还应设置对照实验，以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响．
（3）表格中，光照下吸收的二氧化碳量为净光合速率，黑暗中释放的二氧化碳量为呼吸速率，并且净光合速率=真光合速率-呼吸速率．
①光合作用和呼吸作用过程中都需要相应酶的催化，而温度能影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用．
②在温度为25℃时，植物的净光合速率达到最大，为3.75mg/h，此时植物生长速度最快．
③白天的积累量-夜间的消耗量=一天中有机物的积累量，表格中可以看出温度为20℃时，3.25-1.5=1.75mg/h，该积累量最大．
故答案为：
（1）氧气 200
（2）环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响（合理给分）
（3）①温度影响光合作用和呼吸作用相关酶的活性 ②25℃③20℃
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