- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系．P点的生物学含义是（ ）
正确答案
解析
解：A、P点有光合作用，A错误；
B、P点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，即光合作用与呼吸作用达到动态平衡，B正确；
C、只要是活细胞都能进行光合作用，因此P点时细胞有呼吸作用，C错误；
D、P点时，光合作用与呼吸作用都进行，且两者的强度相等，D错误．
故选：B．
玉米是我省常见的粮食作物，下面图1表示玉米叶肉细胞部分代谢示意图（①～⑤代表物质，A、B、C是三种具膜细胞器），下表表示在其它条件适宜且密闭的环境中，测定环境因素对玉米光合速率的影响所得的结果（光强及CO2吸收均为相对值）．请分析回答：
（1）图1中A代表的细胞器是______；B细胞器内发生的物质和能量变化是______；④和⑤表示的物质分别是______、______；C细胞器内所发生变化的主要意义在于______．
（2）从表中可看出，______℃时，玉米的呼吸作用最强．当光强度为1，温度为35℃时，玉米对CO2的吸收速率为0，原因是______．植物光合作用达最强时所需的最小光照条件是______．光强度为6时，最有利于植物生长的温度为______．请你利用表中数据，在图2坐标中画出不同温度下的光饱和点（达到最大光合作用强度所用的最小光照强度）曲线．
（3）观察发现，感染矮化病毒的玉米植株矮小，生长受到明显抑制．进一步研究认为玉米矮化病毒抑制了玉米中赤霉素的合成．请利用所提供的实验材料完善实验，验证这一结论．
实验材料：玉米苗若干、矮化病毒、一定浓度的赤霉素、直尺．
实验设计：
①选择一批生长正常的玉米苗，将其分成大致相等的三组．
②其中一组不作处理，另外两组通过一定手段使其感染矮化病毒．
③______．
④______．
实验结果：______．
正确答案
解：（1）据图判断，图中细胞器A能够通过渗透作用吸水，因此A代表液泡；B细胞器可以利用①水和②二氧化碳进行光合作用，产生③氧气和④葡萄糖，因此该细胞器表示叶绿体，并且叶绿体能够将光能转变成化学能（储存在有机物中）．④葡萄糖在有氧呼吸过程中，必需在细胞质基质中分解成⑤丙酮酸才能进入③线粒体中进一步分解，线粒体通过有氧呼吸释放的能量能够为生物的生命活动提供能量．
（2）当光照强度为0时，细胞只进行呼吸作用，因此从表格看出，35℃时二氧化碳释放最多，即玉米的呼吸作用最强．
当光强度为1，温度为35℃时，玉米对CO2的吸收速率为0，表明光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2的速率相等．
表格中的CO2吸收速率表示植物的净光合速率，而植物光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此表格中看出，在光照强度为8、温度为25℃时，植物的光合速率=6+1.5=7.5，该值最高，即植物光合作用达最强．
光强度为6时，温度为15℃时，植物的净光合速率最高（为6），该条件最有利于植物生长．
光饱和点即为达到最大光合作用强度所用的最小光照强度，表格中看出，5℃时为6，15℃时也为6，25℃时为8，35℃时又为6，由此连线即可．
（3）③根据题意可知，本实验需要设置一组对照实验，其中一组作为空白对照组，即不作任何处理；一组通过一定手段使其感染矮化病毒，然后不作任何处理；另一组通过一定手段使其感染矮化病毒，然后定期补充一定浓度的赤霉素．
④由于实验的因变量为玉米苗的株高，因此需要一段时间后，对三组玉米苗进行株高测定．
根据实验的提供的结论可以推测：未作任何处理的玉米苗生长正常，感染矮化病毒的玉米苗植株矮小，感染矮化病毒但定期补充一定浓度赤霉素的玉米苗株高与正常植株相当．
故答案为：
（1）液泡 二氧化碳和水合成了有机物，光能转变成化学能（储存在有机物中） 糖类等有机物（葡萄糖） 丙酮酸 为生物的生命活动提供能量
（2）35 光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2的速率相等 光照强度8 15℃图如下：
（3）③将三组玉米苗置于相同条件下培养，过程中对被病毒感染的其中一组定期补充一定浓度的赤霉素，其它两组不处理
④一段时间后，对三组玉米苗进行株高测定
未作任何处理的玉米苗生长正常，感染矮化病毒的玉米苗植株矮小，感染矮化病毒但定期补充一定浓度赤霉素的玉米苗株高与正常植株相当
解析
解：（1）据图判断，图中细胞器A能够通过渗透作用吸水，因此A代表液泡；B细胞器可以利用①水和②二氧化碳进行光合作用，产生③氧气和④葡萄糖，因此该细胞器表示叶绿体，并且叶绿体能够将光能转变成化学能（储存在有机物中）．④葡萄糖在有氧呼吸过程中，必需在细胞质基质中分解成⑤丙酮酸才能进入③线粒体中进一步分解，线粒体通过有氧呼吸释放的能量能够为生物的生命活动提供能量．
（2）当光照强度为0时，细胞只进行呼吸作用，因此从表格看出，35℃时二氧化碳释放最多，即玉米的呼吸作用最强．
当光强度为1，温度为35℃时，玉米对CO2的吸收速率为0，表明光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2的速率相等．
表格中的CO2吸收速率表示植物的净光合速率，而植物光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此表格中看出，在光照强度为8、温度为25℃时，植物的光合速率=6+1.5=7.5，该值最高，即植物光合作用达最强．
光强度为6时，温度为15℃时，植物的净光合速率最高（为6），该条件最有利于植物生长．
光饱和点即为达到最大光合作用强度所用的最小光照强度，表格中看出，5℃时为6，15℃时也为6，25℃时为8，35℃时又为6，由此连线即可．
（3）③根据题意可知，本实验需要设置一组对照实验，其中一组作为空白对照组，即不作任何处理；一组通过一定手段使其感染矮化病毒，然后不作任何处理；另一组通过一定手段使其感染矮化病毒，然后定期补充一定浓度的赤霉素．
④由于实验的因变量为玉米苗的株高，因此需要一段时间后，对三组玉米苗进行株高测定．
根据实验的提供的结论可以推测：未作任何处理的玉米苗生长正常，感染矮化病毒的玉米苗植株矮小，感染矮化病毒但定期补充一定浓度赤霉素的玉米苗株高与正常植株相当．
故答案为：
（1）液泡 二氧化碳和水合成了有机物，光能转变成化学能（储存在有机物中） 糖类等有机物（葡萄糖） 丙酮酸 为生物的生命活动提供能量
（2）35 光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2的速率相等 光照强度8 15℃图如下：
（3）③将三组玉米苗置于相同条件下培养，过程中对被病毒感染的其中一组定期补充一定浓度的赤霉素，其它两组不处理
④一段时间后，对三组玉米苗进行株高测定
未作任何处理的玉米苗生长正常，感染矮化病毒的玉米苗植株矮小，感染矮化病毒但定期补充一定浓度赤霉素的玉米苗株高与正常植株相当
（1）棉花叶肉细胞中色素主要分布在______，参与光合作用的原料进入叶肉细胞的方式是______．
（2）图l为选取至少具有15个棉铃（果实）的植株，去除不同比例的棉铃，进行研究棉花去铃后对叶片光台作用的影响．分析可知，叶片光合速率大小与棉铃数量呈______（填正或负）相关，其中对照组棉花植株的CO2固定速率相对值是______．
（3）已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，去除棉铃后，植株叶片中的______增加，因此叶片光合产物利用量减少输出量降低，推测光合产物在叶片中积累，验证上述推测是方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测______叶片的光合产物含量和光合速率，与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是______，则支持上述推测．
（4）图2为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线．温度主要是通过影响______来影响棉花光合速率和呼吸速率．在30℃时棉花净光合速率是______μmolO2mg-1•h-1叶绿素，棉花光合作用生产量最大时的温度是______．
正确答案
解：（1）棉花叶肉细胞中色素主要分布在类囊体薄膜上，参与光合作用的原料水和二氧化碳进入叶肉细胞的方式都是自由扩散．
（2）从图中曲线可知，随去除棉铃的增加，光合速率逐渐降低，故叶片光合速率大小与棉铃数量呈正相关，其中不去除棉铃的为对照组，从图中数据可知此时CO2固定速率相对值是28．
（3）由图1可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．
（4）因酶的催化作用需要适宜的条件，故温度影响光合作用和呼吸作用主要是通过影响酶的活性来实现的．由于图中光合作用曲线为氧气的释放速率，故为净光合作用，由图2中数据可知30℃时棉花净光合速率是150μmolO2mg-1•h-1，棉花光合作用生产量最大即总光合作用最大，即净光合作用和呼吸作用之和最大，从图2中可知，35℃两者之和最大，故棉花光合作用生产量最大时的温度是35℃．
故答案为：
（1）类囊体膜 自由扩散
（2）正 28
（3）有机物 未遮光 光合产物含量下降，光合速率上升
（4）酶的活性 150 35℃
解析
解：（1）棉花叶肉细胞中色素主要分布在类囊体薄膜上，参与光合作用的原料水和二氧化碳进入叶肉细胞的方式都是自由扩散．
（2）从图中曲线可知，随去除棉铃的增加，光合速率逐渐降低，故叶片光合速率大小与棉铃数量呈正相关，其中不去除棉铃的为对照组，从图中数据可知此时CO2固定速率相对值是28．
（3）由图1可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．
（4）因酶的催化作用需要适宜的条件，故温度影响光合作用和呼吸作用主要是通过影响酶的活性来实现的．由于图中光合作用曲线为氧气的释放速率，故为净光合作用，由图2中数据可知30℃时棉花净光合速率是150μmolO2mg-1•h-1，棉花光合作用生产量最大即总光合作用最大，即净光合作用和呼吸作用之和最大，从图2中可知，35℃两者之和最大，故棉花光合作用生产量最大时的温度是35℃．
故答案为：
（1）类囊体膜 自由扩散
（2）正 28
（3）有机物 未遮光 光合产物含量下降，光合速率上升
（4）酶的活性 150 35℃
（1）限制e点和f点乙植物光合速率的主要外界因素分别是______和______．
（2）若甲、乙两种植物是水稻（阳生植物）或人参（阴生植物），据图可知甲植物是______．如果其他条件不变，CO2浓度增大，则g点往______（方向）移动．若将甲植物置于阴湿环境下，h点是否变化？______．
（3）在d点所示的条件下，乙植物叶肉细胞内能够产生ATP的场所有______．g点时，甲植物叶肉细胞的细胞溶胶和叶绿体基质相比，细胞溶胶中CO2浓度______（较高、较低或相同）．
（4）当光强度为2klx时，乙植物单位叶面积光合作用消耗CO2的量为______mg/h．若光合作用的产物和呼吸作用分解的有机物均为葡萄糖，则当光强度为2klx时，乙植物单位叶面积光合作用制造的葡萄糖为______mg/h，可积累的葡萄糖为______mg/h．
（5）甲植物叶片在1天内（假设昼夜平分）要使有机物积累量为正值，白天平均光强度必须大于______klx．
正确答案
解：（1）e点时乙植物的光合作用强度随光照强度增强而增强，因此限制其光合速率的主要外界因素是光强度；f点时乙植物已经达到光饱和点，限制此点光合速率的主要外界因素是CO2浓度．
（2）图中乙植物提前达到光补偿点和饱和点，该植物应属于阴生植物，据图可知甲植物是水稻．如果其他条件不变，CO2浓度增大，光合速率将增加，则g点往左移动．若将甲植物置于阴湿环境下，由于二氧化碳和温度不变，因此h点不变．
（3）在d点所示的条件下，即光照强度为0，乙植物叶肉细胞只进行有氧呼吸，因此该细胞能够产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体．g点时，甲植物整体来说达到光补偿点（即植物整体的光合作用等于呼吸作用），但是叶肉细胞的光合作用要强于呼吸作用，此时叶绿体中二氧化碳处理来自线粒体还来自细胞外，并且二氧化碳的运输方式属于自由扩散，因此细胞溶胶二氧化碳浓度高于叶绿体基质．
（4）当光强度为2klx时，乙植物单位叶面积光合作用消耗CO2的量=净光合作用量+呼吸作用量=2+1=3mg/h，折合成葡萄糖量=3×180÷264=2.05mg/h，可积累的葡萄糖即为净光合作用量=2×180÷264=1.36mg/h．
（5）甲植物叶片在1天内（假设昼夜平分）要使有机物积累量为正值，必须是白天的净光合作用量大于等于夜间的呼吸作用量，图中看出光强度为6klx时净光合作用量等于3．
故答案为：
（1）光强度 CO2浓度
（2）水稻 左 不变
（3）细胞溶胶和线粒体 较高
（4）3 2.05 1.36
（5）6
解析
解：（1）e点时乙植物的光合作用强度随光照强度增强而增强，因此限制其光合速率的主要外界因素是光强度；f点时乙植物已经达到光饱和点，限制此点光合速率的主要外界因素是CO2浓度．
（2）图中乙植物提前达到光补偿点和饱和点，该植物应属于阴生植物，据图可知甲植物是水稻．如果其他条件不变，CO2浓度增大，光合速率将增加，则g点往左移动．若将甲植物置于阴湿环境下，由于二氧化碳和温度不变，因此h点不变．
（3）在d点所示的条件下，即光照强度为0，乙植物叶肉细胞只进行有氧呼吸，因此该细胞能够产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体．g点时，甲植物整体来说达到光补偿点（即植物整体的光合作用等于呼吸作用），但是叶肉细胞的光合作用要强于呼吸作用，此时叶绿体中二氧化碳处理来自线粒体还来自细胞外，并且二氧化碳的运输方式属于自由扩散，因此细胞溶胶二氧化碳浓度高于叶绿体基质．
（4）当光强度为2klx时，乙植物单位叶面积光合作用消耗CO2的量=净光合作用量+呼吸作用量=2+1=3mg/h，折合成葡萄糖量=3×180÷264=2.05mg/h，可积累的葡萄糖即为净光合作用量=2×180÷264=1.36mg/h．
（5）甲植物叶片在1天内（假设昼夜平分）要使有机物积累量为正值，必须是白天的净光合作用量大于等于夜间的呼吸作用量，图中看出光强度为6klx时净光合作用量等于3．
故答案为：
（1）光强度 CO2浓度
（2）水稻 左 不变
（3）细胞溶胶和线粒体 较高
（4）3 2.05 1.36
（5）6
（2011•上海校级模拟）如图是CO2浓度对四种节瓜光合作用速率影响的曲线，其中纵坐标所示的光合速率是指单位时间、单位叶面积条件下的植物吸收外界环境中CO2的量，横坐标表示环境中CO2浓度．
（1）就黄毛品种而言，在______点之前，CO2浓度和光合速率呈正相关．
（2）a点的光合速率为零的原因是：______．
（3）如何较准确地确定节瓜光合作用对二氧化碳的总消耗量？写出基本做法和计算思路：
正确答案
解：（1）从图中可以解读以下信息：图中有两个自变量，即光合速率和CO2浓度，影响规律是：在一定范围内，随着CO2浓度升高，光合速率增强，达到一定CO2浓度时，光合速率不再增强；CO2浓度相同时，光照强度增强，光合作用随着增强．因此就黄毛品种而言，在b点之前，CO2浓度和光合速率呈正相关．
（2）a点的光合速率为零的原因是：光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量，即光合作用强度等于呼吸作用强度，由于光合作用缺乏二氧化碳原料，因此a点的光合速率为零．
（3）设计出完整的探究方案．例：在同温条件下，分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据相加，即可得到所需数据． 能较为正确选择生命科学基础知识和技术，能在启发或引导下设计探究方案； 能较为正确选择生命科学基础知识和技术，能在启发或引导下设计探究方案；即，能较为合理选择知识和技术，设计出部分探究方案． 方案一：分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据 相加，即可得到所需数据． 方案二：在同温条件下分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量．
故答案为：（1）b
（2）光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量；
（3）方案一：分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据 相加，即可得到所需数据． 方案二：在同温条件下分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量．
解析
解：（1）从图中可以解读以下信息：图中有两个自变量，即光合速率和CO2浓度，影响规律是：在一定范围内，随着CO2浓度升高，光合速率增强，达到一定CO2浓度时，光合速率不再增强；CO2浓度相同时，光照强度增强，光合作用随着增强．因此就黄毛品种而言，在b点之前，CO2浓度和光合速率呈正相关．
（2）a点的光合速率为零的原因是：光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量，即光合作用强度等于呼吸作用强度，由于光合作用缺乏二氧化碳原料，因此a点的光合速率为零．
（3）设计出完整的探究方案．例：在同温条件下，分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据相加，即可得到所需数据． 能较为正确选择生命科学基础知识和技术，能在启发或引导下设计探究方案； 能较为正确选择生命科学基础知识和技术，能在启发或引导下设计探究方案；即，能较为合理选择知识和技术，设计出部分探究方案． 方案一：分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据 相加，即可得到所需数据． 方案二：在同温条件下分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量．
故答案为：（1）b
（2）光合作用吸收的二氧化碳量等于细胞呼吸释放的二氧化碳量；
（3）方案一：分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量，将这两个数据 相加，即可得到所需数据． 方案二：在同温条件下分别测定植物在光照和暗处理条件下的CO2吸收量和释放量．
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