- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
在一定光照和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同浓度的CO2条件下的光合速率，结果如表，据表中数据回答问题．CO2的浓度与变化量
（1）若A植物与B植物的受光总面积分别是1.2m2、2.5m2，在CO2浓度为20mg/L的环境中，先光照13小时，再黑暗11小时，则一天中A植物比B植物少增重______g葡萄糖（相对原子量：C-12，O-16，H-1．取小数点后两位）．
（2）根据以上数据画出外界CO2浓度与A植物光合作用强度的关系曲线图．
正确答案
解：（1）由表格可知，在CO2浓度为20mg/L的环境中，A植物与B植物CO2均饱和．100cm2叶一天中A植物净吸收的CO2的量为6×13-4×11=34mg，1.2m2叶一天中A植物净吸收的CO2的量为120×34=4080mg=4.08g．100cm2叶一天中B植物净吸收的CO2的量为10×13-8×11=42mg，2.5m2叶一天中B植物净吸收的CO2的量为250×42=10500mg=10.5g．则一天中A植物比B植物少吸收的CO2的量为10.5-4.08=6.42g．由于每消耗6摩尔CO2产生1摩尔葡萄糖，因此一天中A植物比B植物少增重的葡萄糖量=6.42×180÷（6×44）=4.38g．
（2）根据表格中的数据，以外界CO2浓度为横坐标，以A植物光合作用强度为纵坐标，绘制曲线图如下：
故答案为：
（1）4.38
（2）
解析
解：（1）由表格可知，在CO2浓度为20mg/L的环境中，A植物与B植物CO2均饱和．100cm2叶一天中A植物净吸收的CO2的量为6×13-4×11=34mg，1.2m2叶一天中A植物净吸收的CO2的量为120×34=4080mg=4.08g．100cm2叶一天中B植物净吸收的CO2的量为10×13-8×11=42mg，2.5m2叶一天中B植物净吸收的CO2的量为250×42=10500mg=10.5g．则一天中A植物比B植物少吸收的CO2的量为10.5-4.08=6.42g．由于每消耗6摩尔CO2产生1摩尔葡萄糖，因此一天中A植物比B植物少增重的葡萄糖量=6.42×180÷（6×44）=4.38g．
（2）根据表格中的数据，以外界CO2浓度为横坐标，以A植物光合作用强度为纵坐标，绘制曲线图如下：
故答案为：
（1）4.38
（2）
图甲是水稻生长过程中，在不同光照强度下，测得叶片吸收和释放气体体积变化的曲线（假定植物叶片的呼吸速率不变），图乙和图丙表示天气晴朗时某作物一昼夜内对二氧化碳的吸收和释放情况．请据图回答：
（1）图甲中，B点和A点相比较，B点叶肉细胞中ATP特有的来源是______．光照强度由A到C范围内，限制光合作用的主要因素是______，植物体合成有机物的速率______，C3化合物的量______．（增加、减少）．
（2）限制甲图曲线最终趋于平缓的外界因素主要是______，
写出甲图中与C点高低有关的生理过程的反应式：______
（3）用生长旺盛的水稻叶片提取和分离叶绿素时，在滤纸条上色带最宽的色素带是______．
（4）图乙和丙中，最可能代表夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况的是图______．
（5）图乙中，作物积累有机物最多的时间是______．S1、S2、S3表示曲线与时间轴之间围成的面积，已知该作物能正常生长，则S1、S2、S3之间的关系可用数学表达式表示为______．
（6）图丙中，时间D-E内二氧化碳量呈下降趋势，其原因是______．
正确答案
解：（1）A点光照强度为0，只进行呼吸作用，B点有光照，进行光合作用和呼吸作用，所以B点叶肉细胞特有的产生ATP的生理过程是光合作用的光反应．光照强度由A到C范围内，限制因素为光照强度，由于光照强度增强，合成有机物的速率增加，C3化合物的含量减少．
（2）甲图中C点达到光饱和点，此时光照强度不再是限制因素，因此此时的限制因素主要是二氧化碳浓度和温度，其中二氧化碳浓度主要限制光合作用的暗反应，而温度既可影响光合作用，也能影响呼吸作用．
（3）叶绿体叶绿素a含量最多，在滤纸条上色素带最宽．
（4）炎热夏季中午，光照强度过高，气孔关闭，CO2供应不足，光合作用强度降低，所以丙能表示夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况．
（5）有机物积累量是光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物，A～C段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以C点有机物积累量最大．S1表示有机物积累，S2、S3表示有机物减少，所以若作用能正常生长，则S1＞S2+S3．
（6）DE段光照强度减弱，光反应提供[H]和ATP减少，光合作用强度降低，CO2吸收量减少．
故答案为：
（1）光反应 光照强度 增加和减少
（2）
（3）叶绿素a
（4）丙
（5）C S1＞S2+S3
（6）光照强度减弱，光反应提供[H]和ATP减少（或光反应产物减少）
解析
解：（1）A点光照强度为0，只进行呼吸作用，B点有光照，进行光合作用和呼吸作用，所以B点叶肉细胞特有的产生ATP的生理过程是光合作用的光反应．光照强度由A到C范围内，限制因素为光照强度，由于光照强度增强，合成有机物的速率增加，C3化合物的含量减少．
（2）甲图中C点达到光饱和点，此时光照强度不再是限制因素，因此此时的限制因素主要是二氧化碳浓度和温度，其中二氧化碳浓度主要限制光合作用的暗反应，而温度既可影响光合作用，也能影响呼吸作用．
（3）叶绿体叶绿素a含量最多，在滤纸条上色素带最宽．
（4）炎热夏季中午，光照强度过高，气孔关闭，CO2供应不足，光合作用强度降低，所以丙能表示夏季一昼夜二氧化碳吸收和释放情况．
（5）有机物积累量是光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物，A～C段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以C点有机物积累量最大．S1表示有机物积累，S2、S3表示有机物减少，所以若作用能正常生长，则S1＞S2+S3．
（6）DE段光照强度减弱，光反应提供[H]和ATP减少，光合作用强度降低，CO2吸收量减少．
故答案为：
（1）光反应 光照强度 增加和减少
（2）
（3）叶绿素a
（4）丙
（5）C S1＞S2+S3
（6）光照强度减弱，光反应提供[H]和ATP减少（或光反应产物减少）
下面各图表示在适宜范围内，不同环境因素与水稻叶片光合作用强度的关系，其中不正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、叶片色素主要吸收红光和蓝紫光，对其它波长的光也有吸收，白光含有红光和蓝紫色，还含有其它波长的光，所以白光下的光合作用强度大于红光下光合作用强度，A错误；
B、CO2是光合作用的原料，所以CO2含量较高时，光合作用强度较大，B正确；
C、水稻是阳生植物，强光下光合作用强度大于弱光，C正确；
D、温度通过影响酶活性来影响光合作用强度，所以温度较高时光合作用强度大于温度较低，D正确．
故选：A．
低温是限制植物生长和分布的主要因素，其对植物造成的影响是复杂且多方面的．植物的光合作用对低温胁迫最为敏感，低温影响下的光合作用机制一直是国内外的研究热点．现以西瓜幼苗为材料分别用昼/夜中度低温胁迫（15℃/10℃）和重度低温胁迫（10℃/5℃）处理，以25℃/15℃对照处理，其余条件适宜且相同，并分别在处0、3、6、9d测定各项参数等指标如图所示．请据图分析，回答以下问题：
（1）随着实验的进行，中度低温胁迫下西瓜幼苗净光合速率______，主要原因是______．
（2）胞间CO2浓度的变化在重度低温胁迫下表现为______，原因是______；由此说明重度低温胁迫下，气孔导度______（填“是”或“不是”）影响光合速率的主要因素，重度低温可能通过______影响光合作用．
（3）上述实验说明：低温会使______降低，从而使绿色植物的生长与繁殖受阻，所以温度是强烈影响植物种群数量的外源性调节因素．
正确答案
解：（1）由图可知，随着实验的进行，中度低温胁迫下西瓜幼苗净光合速率逐渐下降，主要原因是气孔导度下降导致胞间CO2浓度下降．
（2）由图可知胞间CO2浓度的变化在重度低温胁迫下表现为逐渐上升，原因是净（表观）光合速率下降导致的，由此说明重度低温胁迫下，气孔导度不是影响光合速率的主要因素，重度低温可能通过使叶绿素减少、破坏类囊体膜结构、降低碳反应酶活性影响光合作用．
（3）上述实验说明：低温会使净初级生产量降低，从而使绿色植物的生长与繁殖受阻，所以温度是强烈影响植物种群数量的外源性调节因素．
故答案为：
（1）逐渐下降 气孔导度下降导致胞间CO2浓度下降
（2）逐渐上升 净（表观）光合速率下降 不是 叶绿素减少、破坏类囊体膜结构、降低碳反应酶活性
（3）净初级生产量
解析
解：（1）由图可知，随着实验的进行，中度低温胁迫下西瓜幼苗净光合速率逐渐下降，主要原因是气孔导度下降导致胞间CO2浓度下降．
（2）由图可知胞间CO2浓度的变化在重度低温胁迫下表现为逐渐上升，原因是净（表观）光合速率下降导致的，由此说明重度低温胁迫下，气孔导度不是影响光合速率的主要因素，重度低温可能通过使叶绿素减少、破坏类囊体膜结构、降低碳反应酶活性影响光合作用．
（3）上述实验说明：低温会使净初级生产量降低，从而使绿色植物的生长与繁殖受阻，所以温度是强烈影响植物种群数量的外源性调节因素．
故答案为：
（1）逐渐下降 气孔导度下降导致胞间CO2浓度下降
（2）逐渐上升 净（表观）光合速率下降 不是 叶绿素减少、破坏类囊体膜结构、降低碳反应酶活性
（3）净初级生产量
如图所示为某生物兴趣小组探究光照强度对水绵光合作用强度影响的实验装置示意图（图甲，溶液A可维持C02浓度恒定）和实验结果（图乙）．整个实验在25℃恒温环境中进行，实验过程水绵呼吸作用强度不变．据图分析回答下列问题：
（1）液滴的移动是由于图甲装置中______（填“CO2”或“O2”）的量变化所致．
（2）若120W的实验组在1h时突然改用160W台灯照射，液滴的移动速率将______．
（3）为测定图乙中A点数据时，应将图甲装置进行______处理；在A点，产生ATP的结构有______．
（4）C点以后，限制水绵光合速率的主要环境因素是CO2和______．
（5）另一小组成员为测定某旱生植物的光合作用速率采用了“半叶法”：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）．则光合作用速率可估算为______ g/h（用a、b及相关数字表示）．
正确答案
解：（1）装置中的水绵在光合作用时吸收二氧化碳释放氧气，呼吸作用时吸收氧气释放二氧化碳，而由于溶液A可维持C02浓度恒定，液滴的移动反映的是O2的量的变化．
（2）指在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值，120W的实验组为光饱和点，突然改用160W台灯照射光合强度不再继续提高，液滴的移动速率将不变．
（3）由于图中A点光照强度为0，水绵只进行呼吸作用，故实验装置应该黑暗（或遮光）处理；由于在无光条件下，植物只进行呼吸作用，故产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．
（4）影响植物光合作用的因素有光照强度、CO2浓度和温度等．C点为光饱和点，光照强度增加，光合速率不变，故影响因素为CO2浓度和温度．
（5）两侧呼吸速率相等，故（b一a）的差即为12小时光合作用产量，则光合速率为
故答案为：
（1）O2
（2）不变
（3）遮光（黑暗） 细胞质基质和线粒体
（4）温度
（5）
解析
解：（1）装置中的水绵在光合作用时吸收二氧化碳释放氧气，呼吸作用时吸收氧气释放二氧化碳，而由于溶液A可维持C02浓度恒定，液滴的移动反映的是O2的量的变化．
（2）指在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值，120W的实验组为光饱和点，突然改用160W台灯照射光合强度不再继续提高，液滴的移动速率将不变．
（3）由于图中A点光照强度为0，水绵只进行呼吸作用，故实验装置应该黑暗（或遮光）处理；由于在无光条件下，植物只进行呼吸作用，故产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体．
（4）影响植物光合作用的因素有光照强度、CO2浓度和温度等．C点为光饱和点，光照强度增加，光合速率不变，故影响因素为CO2浓度和温度．
（5）两侧呼吸速率相等，故（b一a）的差即为12小时光合作用产量，则光合速率为
故答案为：
（1）O2
（2）不变
（3）遮光（黑暗） 细胞质基质和线粒体
（4）温度
（5）
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