- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
为研究高温对盛花期棉花植株光合速率的影响，研究者将A、B、C三个品系植株从30℃环境移入40℃环境培养，测得相关数据如图1．请分析回答：
（1）在高温环境下，三个品系光合速率均下降，原因可能有：
①高温破坏了______膜的结构，使______捕获（吸收）光能的效率下降，光反应受到抑制．
②高温下______，使叶片吸收的二氧化碳减少，碳反应受到抑制．
（2）三个品系中的______品系在高温条件下光合速率下降最少．原因之一，该品系在高温下______更显著，因而能更有效地散热，以降低高温对叶绿体结构和功能的影响．
（3）在30℃时，测定三种品系光合速率变化情况如图2．当光照强度过大时，棉花叶片的光合速率______．在P点时，检测的是棉花叶片的______．
正确答案
解：（1）绿色植物捕获光能的光合色素分布在类囊体薄膜上，高温环境下，类囊体薄膜被破坏，导致三种品系的光能捕获效率下降，光反应受到抑制．另一方面，由于高温导致三个品系气孔开放度下降，进入叶肉细胞的二氧化碳减少，暗反应受到抑制．
（2）从图1所示可知，三个品系中A品系蒸腾作用最强，散热最快，能降低高温对植物的影响．
（3）从图2所示曲线变化可知，随着光照强度增大，棉花光合速率也随之增大，当光照强度过高时，光合速率开始下降．P点光照强度为0，植物只进行细胞呼吸，则P点所对应的值表示细胞呼吸强度．
故答案为：
（1）①类囊体 光合色素
②气孔开放度下降
（2）A 蒸腾速率上升
（3）下降呼吸速率
解析
解：（1）绿色植物捕获光能的光合色素分布在类囊体薄膜上，高温环境下，类囊体薄膜被破坏，导致三种品系的光能捕获效率下降，光反应受到抑制．另一方面，由于高温导致三个品系气孔开放度下降，进入叶肉细胞的二氧化碳减少，暗反应受到抑制．
（2）从图1所示可知，三个品系中A品系蒸腾作用最强，散热最快，能降低高温对植物的影响．
（3）从图2所示曲线变化可知，随着光照强度增大，棉花光合速率也随之增大，当光照强度过高时，光合速率开始下降．P点光照强度为0，植物只进行细胞呼吸，则P点所对应的值表示细胞呼吸强度．
故答案为：
（1）①类囊体 光合色素
②气孔开放度下降
（2）A 蒸腾速率上升
（3）下降呼吸速率
请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题．
Ⅰ、一学生做了如下实验：将小球藻放在一只玻璃容器内，使之处于封闭状态．实验在保持适宜温度的暗室中进行，并从第5分钟起给予光照．实验中仪器记录了该容器内氧气含量的变化，结果如图，请分析回答：
（1）在0～5分钟之内，氧气量减少的原因是______．
（2）给予光照后，氧气量马上增加的原因是______．
（3）在5～20分钟之间，氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为______．
（4）加入少量的NaHCO3溶液后，氧气产生量呈直线上升，这是因为______．
Ⅱ、某转基因作物有很强的光合作用强度．某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置．请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题．
实验步骤
（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：
①甲乙两装置的D中都放入______溶液，装置乙作对照组（校正）
②将装置甲、乙的玻璃钟罩______，并放在温度等相同的环境中．
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向刻度．
（2）
正确答案
解：Ⅰ（1）在0～5分钟之内，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，而呼吸作用需消耗氧气，所以容器中的氧气量减少．
（2）给予光照后，植物的光合作用加强，且植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，即光合作用产生的氧气量多于呼吸作用消耗的氧气量，所以容器中的氧气量迅速增加．
（3）在5～20分钟之间，光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降，导致氧气量增加的速率逐渐减小．
（4）加入少量的NaHCO3溶液后，NaHCO3溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高，所以氧气产生量呈直线上升．
II、净光合作用（表现光合作用）=实际光合作用-呼吸作用，所以要测定实际光合作用量要先测定呼吸作用．呼吸作用过程消耗氧气释放二氧化碳，所以氧气和二氧化碳量的变化都可以作为衡量呼吸强度的指标．
（1）①根据题干中的装置图可以知道，该实验是以耗氧量作为衡量指标的．所以实验过程中就要用NaOH吸收二氧化碳以测定耗氧量．
②测定呼吸强度要避免光合作用，所以要在黑暗中进行，即要做遮光处理．
（2）测定植物呼吸作用时，甲装置D中应该放NaOH，目的是吸水呼吸作用释放的二氧化碳，所以甲装置测量的是氧气的消耗量，所以红墨水滴应该向左移动．测定植物净光合作用时，甲装置D中应该放碳酸氢钠，目的是为光合作用提供二氧化碳，测定的是氧气的释放量，所以红墨水滴应该向右移动．
故答案为：
Ⅰ（1）呼吸作用消耗了容器中的氧气
（2）光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量
（3）光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降
（4）NaHCO3溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高
II（1）①放入NaOH溶液 ②遮光处理
（2）左移 右移
解析
解：Ⅰ（1）在0～5分钟之内，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，而呼吸作用需消耗氧气，所以容器中的氧气量减少．
（2）给予光照后，植物的光合作用加强，且植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，即光合作用产生的氧气量多于呼吸作用消耗的氧气量，所以容器中的氧气量迅速增加．
（3）在5～20分钟之间，光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降，导致氧气量增加的速率逐渐减小．
（4）加入少量的NaHCO3溶液后，NaHCO3溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高，所以氧气产生量呈直线上升．
II、净光合作用（表现光合作用）=实际光合作用-呼吸作用，所以要测定实际光合作用量要先测定呼吸作用．呼吸作用过程消耗氧气释放二氧化碳，所以氧气和二氧化碳量的变化都可以作为衡量呼吸强度的指标．
（1）①根据题干中的装置图可以知道，该实验是以耗氧量作为衡量指标的．所以实验过程中就要用NaOH吸收二氧化碳以测定耗氧量．
②测定呼吸强度要避免光合作用，所以要在黑暗中进行，即要做遮光处理．
（2）测定植物呼吸作用时，甲装置D中应该放NaOH，目的是吸水呼吸作用释放的二氧化碳，所以甲装置测量的是氧气的消耗量，所以红墨水滴应该向左移动．测定植物净光合作用时，甲装置D中应该放碳酸氢钠，目的是为光合作用提供二氧化碳，测定的是氧气的释放量，所以红墨水滴应该向右移动．
故答案为：
Ⅰ（1）呼吸作用消耗了容器中的氧气
（2）光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量
（3）光合作用使容器中的二氧化碳浓度逐渐减小，光合作用速率下降
（4）NaHCO3溶液释放的二氧化碳使容器中的二氧化碳浓度升高
II（1）①放入NaOH溶液 ②遮光处理
（2）左移 右移
正确答案
解析
解：A、由题图可知，C点条件下光照强度较高，且已经施肥，此时土壤含水量较低，因此限制C02吸收量的主要因素是水分，A正确；
B、与D点相比，B点条件下，两者的土壤含水量相同，且都已经施肥，但是光照强度不同，因此限制C02吸收量的因素是光照强度，B正确；
C、光合作用的最适温度是25℃，提高温度，光合作用强度下降，细胞呼吸强度上升，因此二氧化碳的吸收将会减少，C错误；
D、由图解可知，在土壤含水量低于40%时，施肥与否不影响光合作用强度；在土壤含水量为40%～60%时，施肥后光合作用强度明显增强，说明土壤含水量在40%～60%的条件下施肥效果明显，D正确．
故选：C．
为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验，各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量．处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s，光合作用产物的相对含量为50%．
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s，光合作用产物的相对含量为70%．
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%．
D组（对照组）：光照时间为135s，光合作用产物的相对含量为100%．
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量______（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是______；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要______，这些反应发生的部位是叶绿体的______．
（2）A、B、C三组处理相比，随着______的增加，使光下产生的______能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量．
正确答案
解：（1）根据题意可知，由于C组只用了D组光照时间的一半，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%，所以单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量．C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要光照．黑暗中能够进行的是光合作用的暗反应，反应的场所是叶绿体基质．
（2）根据实验结果可知，A、B、C三组处理相比，随着光照与黑暗的交替频率的增加，使光下产生的ATP与[H]能够及时参与暗反应并及时再生，提高了光合作用中CO2的同化量．
故答案为：
（1）高于 C组只用了D组光照时间的一半，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质
（2）光照与黑暗的交替频率 ATP与[H]
解析
解：（1）根据题意可知，由于C组只用了D组光照时间的一半，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%，所以单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量．C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要光照．黑暗中能够进行的是光合作用的暗反应，反应的场所是叶绿体基质．
（2）根据实验结果可知，A、B、C三组处理相比，随着光照与黑暗的交替频率的增加，使光下产生的ATP与[H]能够及时参与暗反应并及时再生，提高了光合作用中CO2的同化量．
故答案为：
（1）高于 C组只用了D组光照时间的一半，其光合作用产物的相对含量却是D组的94% 光照 基质
（2）光照与黑暗的交替频率 ATP与[H]
（2014秋•许昌期末）在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、细胞呼吸与氧气浓度之间的关系及光合作用速率、细胞呼吸速率与温度之间的关系如图所示，对图示解释正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图甲中A点代表细胞呼吸的速率，细胞呼吸主要受温度的影响，影响图甲中曲线上的A点上下移动的主要外界因素是温度，故A错误；
B、图乙测量植物体呼吸作用与氧气浓度之间的关系，应避免光合作用的影响，需在遮光条件下测量，故B错误；
C、图丙中两曲线交点处表示真正光合速率等于呼吸速率，交点处右侧，真正光合速率小于呼吸速率，表观光合速率=真光合速率-细胞呼吸速率，表观光合速率小于等于零时，植物无法生长，故C错误；
D、图甲中的B点表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等，其主要影响因素是光照强度，故D正确．
故选：D．
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