- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
（一）某生物兴趣小组在探究多种环境因素对马铃薯光合作用影响的活动中，测得的部分数据如下表所示，其中A组为黑暗条件下马铃薯呼吸速率随温度变化的数据，B、C、D、E分别为不同光照强度和不同CO2浓度条件下，马铃薯吸收（用“+”表示）或释放（用“-”表示）CO2速率（mg/h）随温度变化的数据．请分析回答：
（1）由表可知影响马铃薯光合作用速率的外界有______；除图中所示外界因素外，影响光合作用的外界因素还有______（列举两项）．
（2）分析表中实验数据可知，马铃薯的叶绿体光合作用强度最强时所需的条件是______．
（3）由表中数据可知，马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度最强时所需的温度，原因是______．
（二）如图甲表示该兴趣小组绘制的不同环境条件对马铃薯光合速率影响的曲线，丙表示某森林生态系统中A、B两种植物光合作用强度随光照强度变化的曲线，除图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围内．请据图分析回答：
（4）甲图中，当温度为20℃时，光合速率曲线的变化规律是：______．
（5）请根据甲图，在乙图中画出光照强度为L3千勒克司，温度分别为10℃、20℃、30℃时的光合速率．
（6）丙图中，在其它条件不变的情况下，要使B植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜）正常生长，则白天平均光照强度必须大于______千勒克司．
（7）由丙图可知，______植物处于该森林的上层．
正确答案
光照强度、温度、二氧化碳浓度
土壤中的水分和无机盐离子
全光照、CO2浓度为1.22%、35℃
呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度
光照强度为0～L2千勒克司时，光合速率随光照强度的增加而增大；当光照强度大于L2千勒克司时，光合速率不变
2
A
解析
解：（1）表格横列的自变量为温度，纵列中自变量有光照强度和二氧化碳浓度；除图中所示外界因素外，影响光合作用的外界因素还有土壤中的水分和无机盐离子（或矿质元素）．
（2）表格中显示的数据为净光合作用速率，因此总光合速率=净光合作用速率+呼吸消耗，因此可以求得全光照、CO2浓度为1.22%、35℃条件下，28+34=62的值最大．
（3）由表中数据可知，呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度，因此马铃薯呼吸作用强度达到最大时所需的温度高于光合作用强度最强时所需的温度．
（4）甲图中，当温度为20℃时，光合速率曲线的变化规律是：光照强度为0～L2千勒克司时，光合速率随光照强度的增加而增大；当光照强度大于L2千勒克司时，光合速率不变．
（5）根据甲图可知，光照强度为L3千勒克司，温度分别为10℃、20℃、30℃时的光合速率分别2、4、7．（具体见答案）
（6）丙图中，设植物净光合作用强度为X时，B植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜）有机物积累量为正值，即12X-12×2＞0，X＞2，净光合作用为2，白天平均光照强度必须大于2千勒克司．
（7）由丙图可知，A植物的饱和点高于B植物，故A植物处于该森林的上层．
故答案为：
（1）光照强度、温度、二氧化碳浓度（答不全不得分） 土壤中的水分和无机盐离子（或矿质元素）（答不全不得分）
（2）全光照、CO2浓度为1.22%、35℃（答不全不得分）
（3）呼吸作用酶的最适温度高于光合作用酶的最适温度
（4）光照强度为0～L2千勒克司时，光合速率随光照强度的增加而增大；当光照强度大于L2千勒克司时，光合速率不变
（5）见右图，也可用柱形图表示
（6）2
（7）A
（1）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，影响实验的因素是______，需要控制的影响实验因素是______．
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的主题是______．
（3）序号1、3、5、7在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是______．
（4）根据表中实验数据，在坐标图里绘制出不同实验条件（表中所示实验条件）下该植物的呼吸作用速率变化曲线图和真光合作用速率变化曲线图（请在横坐标上注明所表示的变量和具体数值）．
（5）若将第3组中的光照强度改为3000单位（其他条件不变），则该植物叶绿体中的三碳化合物、五碳化合物的含量变化依次为______、______．
正确答案
解：（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初给这几个实验组所提供光照强度和CO2量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，光照强度、二氧化碳浓度是无关变量．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．
（3）在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．
（4）由表中实验数据可知：光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8，净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO2量，依次为0.5、1.5、3.1、3.0，因真光合速率=净光合速率+呼吸速率，所以四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8，横坐标表示温度，坐标图如图：
（5）光照强度改为3000单位（其他条件不变），光合作用的光反应加快，三碳化合物的还原加快，同时二氧化碳的固定原速度不变，故三碳化合物的浓度减少．五碳化合物由于暗反应的还原加快和氧化碳的固定原速度不变，而浓度增加．
故答案为：
（2）温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响
（3）净光合作用所消耗的二氧化碳量
（4）如图所示：横坐标，一个曲线．
（5）减少、增多
解析
解：（1）表中1、3、5、7对应的数据表明：最初给这几个实验组所提供光照强度和CO2量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，光照强度、二氧化碳浓度是无关变量．
（2）2、4、6、8对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．
（3）在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．
（4）由表中实验数据可知：光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时各组天竺葵的呼吸速率分别是0.1、0.4、0.9、0.8，净光合速率分别是12h后各密闭容器减少的CO2量，依次为0.5、1.5、3.1、3.0，因真光合速率=净光合速率+呼吸速率，所以四个点对应的光合速率对应的数值依次为0.6、1.9、4.0、3.8，横坐标表示温度，坐标图如图：
（5）光照强度改为3000单位（其他条件不变），光合作用的光反应加快，三碳化合物的还原加快，同时二氧化碳的固定原速度不变，故三碳化合物的浓度减少．五碳化合物由于暗反应的还原加快和氧化碳的固定原速度不变，而浓度增加．
故答案为：
（2）温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响
（3）净光合作用所消耗的二氧化碳量
（4）如图所示：横坐标，一个曲线．
（5）减少、增多
某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验，连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线（整个过程呼吸作用强度恒定），请回答下列相关问题：
（1）实验前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有______，图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有______个．
（2）6h时CO2的移动方向是______，由12时到18：时，叶绿体内C3含量变化是______．
（3）叶绿体利用CO2速率最大的时刻是______h时，前24小时比后24小时的平均光照强度______．
（4）如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将______（填“上移”、“下移”、“不变”，原因是______．
（5）某同学要初步探究植物新鲜叶片中色素的种类及相对含量，可依据______原理提取色素，采用纸层析法分离色素．如果滤纸条上的色素带颜色较浅，其原因可能是______（至少答2点）．
正确答案
解：（1）从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO2速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、36、42小时．
（2）6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO2，其呼吸产生的CO2正好供应给光合作用，即CO2由线粒体产生移向叶绿体．由12h到18h时，光照强度逐渐减弱，其为暗反应提供的ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物的还原速度减慢，C3的消耗减少，所以叶绿体内C3含量增多．
（3）叶绿体利用CO2速率最大的时刻是植物CO2吸收速率曲线的最高点，即36 h时，由温室内CO2浓度曲线及植物CO2吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO2浓度变化及CO2吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（4）植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO2将减少，所以c点上移．
（5）采用纸层析法分离色素时发现滤纸条上的色素带颜色较浅，说明滤液细线上的色素含量较少，原因可能是研磨不充分提取的色素少，加过多无水乙醇使色素被稀释，重复划线次数少等．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体 4
（2）由线粒体移向叶绿体 增加
（3）36 弱
（4）上移 植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO2将减少
（5）色素可溶于有机溶剂无水乙醇中 研磨不充分；加过多无水乙醇；滤纸条未干燥处理；未重复画滤液细线等
解析
解：（1）从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO2速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、36、42小时．
（2）6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO2，其呼吸产生的CO2正好供应给光合作用，即CO2由线粒体产生移向叶绿体．由12h到18h时，光照强度逐渐减弱，其为暗反应提供的ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物的还原速度减慢，C3的消耗减少，所以叶绿体内C3含量增多．
（3）叶绿体利用CO2速率最大的时刻是植物CO2吸收速率曲线的最高点，即36 h时，由温室内CO2浓度曲线及植物CO2吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO2浓度变化及CO2吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（4）植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO2将减少，所以c点上移．
（5）采用纸层析法分离色素时发现滤纸条上的色素带颜色较浅，说明滤液细线上的色素含量较少，原因可能是研磨不充分提取的色素少，加过多无水乙醇使色素被稀释，重复划线次数少等．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体 4
（2）由线粒体移向叶绿体 增加
（3）36 弱
（4）上移 植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO2将减少
（5）色素可溶于有机溶剂无水乙醇中 研磨不充分；加过多无水乙醇；滤纸条未干燥处理；未重复画滤液细线等
图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化（呼吸作用强度相同）．图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系．有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图甲中：光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于呼吸作用速率；而图乙中，b点时光合作用速率等于呼吸作用速率，A错误；
B、B、光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2，B正确；
C、图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C错误；
D、限制c点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等，而限制a、b点光合作用速率的因素主要是光照强度，D错误．
故选：B．
如图为不同钾水平处理某植物后，对植物一日内的净光合速率和胞间CO2浓度进行检测的结果．据图分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、11-13时净光合速率下降可能与植物叶片气孔关闭，胞间二氧化碳浓度降低有关，A错误；
B、若甲图中三条曲线的钾水平为a2＜a1＜a3，由于光合作用越强，消耗的二氧化碳越多，则乙图中相对应为b2＜b3＜b1，B错误；
C、甲图中13时出现低估的原因是部分气孔关闭，植物对二氧化碳的吸收减小所致，C错误；
D、13-15时光照强弱几乎不变，此时净光合速率上升，主要与胞间CO2浓度增加有关，D正确．
故选：D．
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