- 探究：环境因素对光合作用强度的影响
- 共1687题
黑藻在我国是一种比较常见的水生植物，因其取材方便，常作为生物学实验的材料．下图中的丙表示植物细菌与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换，图丁表示光照强度与光合作用速率的关系．请据图回答：
（1）图丙中光反应发生[______]______中，在光反应中的能量变化是______．
（2）如图甲所示，如果适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内黑藻放出的气泡数量______（填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，对应图丁曲线中______．
（4）如果其他条件不变，CO2浓度增大，B点往______方向移：如果A点时CO2释放量为a µmol/m2•s，C点时的CO2吸收量为b µmol/m2•s，则在C点时O2的产生量为______µmol/m2•s．
（5）图丁中限制A～C段黑藻的光合速率的主要因素是______．C点以后限制黑藻的光合速率的主要因素是______．
正确答案
解：（1）光合作用光反应的场所在类囊体薄膜，能量变化为光能转变为ATP中活跃的化学能．
（2）甲图中，单位时间内黑藻放出的气泡数量表示光合作用释放氧气量和呼吸作用消耗氧气量的差值，即净光合强度．如果适当缩短光源与实验装置的距离，则光照增强，光合速率加快，单位时间内黑藻放出的气泡数量增加．
（3）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，线粒体中生成的二氧化碳和空气中二氧化碳都提供给了叶绿体进行光合作用，即光合作用强度大于呼吸作用强度，对应图丁曲线中B点以后（或C点）．
（4）图丁中如果其他条件不变，CO2浓度增大，则光合速率增大，而呼吸作用不变，因此图中B点往左方向移；C点限制的因素不再是光照强度，最可能是二氧化碳浓度和温度等，氧气产生量是真光合作用是净光合作用和呼吸作用之和，故是a+b．
（5）图丁中限制A-C段随着光照强度不断增强，光合速率液不断的增大，因此影响光合速率的主要因素是光照强度．图丁中C点时，达到了光饱和点，此时限制因素可能是温度和二氧化碳浓度．
故答案为：
（1）a 类囊体 光能转变为ATP中活跃的化学能
（2）增加
（3）B点以后（或C点）
（4）左 a+b
（5）光照强度 二氧化碳浓度和温度
解析
解：（1）光合作用光反应的场所在类囊体薄膜，能量变化为光能转变为ATP中活跃的化学能．
（2）甲图中，单位时间内黑藻放出的气泡数量表示光合作用释放氧气量和呼吸作用消耗氧气量的差值，即净光合强度．如果适当缩短光源与实验装置的距离，则光照增强，光合速率加快，单位时间内黑藻放出的气泡数量增加．
（3）黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，线粒体中生成的二氧化碳和空气中二氧化碳都提供给了叶绿体进行光合作用，即光合作用强度大于呼吸作用强度，对应图丁曲线中B点以后（或C点）．
（4）图丁中如果其他条件不变，CO2浓度增大，则光合速率增大，而呼吸作用不变，因此图中B点往左方向移；C点限制的因素不再是光照强度，最可能是二氧化碳浓度和温度等，氧气产生量是真光合作用是净光合作用和呼吸作用之和，故是a+b．
（5）图丁中限制A-C段随着光照强度不断增强，光合速率液不断的增大，因此影响光合速率的主要因素是光照强度．图丁中C点时，达到了光饱和点，此时限制因素可能是温度和二氧化碳浓度．
故答案为：
（1）a 类囊体 光能转变为ATP中活跃的化学能
（2）增加
（3）B点以后（或C点）
（4）左 a+b
（5）光照强度 二氧化碳浓度和温度
图甲是采用黑、白瓶法（黑瓶不透光），分别测定某池塘夏季白天不同深度水层每小时的平均氧浓度变化曲线，纵轴表示水池深度（假定不同深度的水温不变），横轴表示瓶中O2的变化量（g/m2•h）；图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图．请回答下列问题：
（1）水深3m时白瓶中的水藻______（能/不能）进行光合作用，此时水藻产生ATP的结构有______．
（2）白瓶中测得的O2变化量为净光合作用产生量，则光照适宜时，水深1m处每平方米的水藻1小时制造的O2的总量为______．
（3）白瓶在水深3m时，O2的变化量为0，表明在此深度时，水藻的光合速率______（填大于、等于、小于）呼吸速率，若将白瓶水藻从3m处移到2m处，则短时间内水藻细胞中C5的含量将______（填增大、减小、不变）．
（4）若图乙实验中将试管向右移，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的主要原因是______．
正确答案
解：（1）水深3m处，净光合速率为0，说明光合速率等于呼吸速率，且这两个过程都可以产生ATP，此时水藻产生ATP的结构有叶绿体、细胞质基质、线粒体．
（2）据图分析，当光照适宜时，水深1m处净光合速率为3g/m2﹒h，由于呼吸速率为1.5 g/m2﹒h，故每平方米1小时制造的氧气总量为3+1.5=4.5（g）．
（3）水深3m处，净光合速率为0，说明光合速率等于呼吸速率，若将白瓶从3m移到2m处，光照强度变大，光反应速率加快，故C3的还原加快，C3的含量降低，五碳化合物的含量正好与三碳化合物的含量相反，即C5的含量将增大．
（4）图乙装置将试管右移，光照强度变弱，光合速率下降，产生的氧气减少，故气泡产生速率下降．
故答案为：
（1）能 叶绿体、细胞质基质、线粒体
（2）4.5g
（3）等于 增大
（4）光照强度减弱，光合作用产生的O2量减少
解析
解：（1）水深3m处，净光合速率为0，说明光合速率等于呼吸速率，且这两个过程都可以产生ATP，此时水藻产生ATP的结构有叶绿体、细胞质基质、线粒体．
（2）据图分析，当光照适宜时，水深1m处净光合速率为3g/m2﹒h，由于呼吸速率为1.5 g/m2﹒h，故每平方米1小时制造的氧气总量为3+1.5=4.5（g）．
（3）水深3m处，净光合速率为0，说明光合速率等于呼吸速率，若将白瓶从3m移到2m处，光照强度变大，光反应速率加快，故C3的还原加快，C3的含量降低，五碳化合物的含量正好与三碳化合物的含量相反，即C5的含量将增大．
（4）图乙装置将试管右移，光照强度变弱，光合速率下降，产生的氧气减少，故气泡产生速率下降．
故答案为：
（1）能 叶绿体、细胞质基质、线粒体
（2）4.5g
（3）等于 增大
（4）光照强度减弱，光合作用产生的O2量减少
为了增加农作物的产量，提高光合作用强度是有效的途径之一，恰当的措施为（ ）
正确答案
解析
解：A、二氧化碳使光合作用的原料，在一定范围内随着环境中二氧化碳浓度的升高，光合作用不断增强，A正确；
B、光合作用就是绿色植物吸收光能合成有机物的过程，光照强度增强，光合作用强度也增强，B正确；
C、延长光照时间就延长了光合作用的时间，农作物产量定能提高，C正确；
D、由于色素对绿光吸收最少，因此补充绿光不是有效的途径，D错误．
故选：ABC．
如图为植物所固定的太阳能的限制因素图解，有关分析不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由图可知，影响光合作用的总产量的因素有光、水、CO2、矿质营养、温度（影响酶活性）等，A正确；
B、水是光合作用的原料，所以水是所有陆生植物固定太阳能的重要限制因素，但对水生植物而言，由于它的生活在水环境中，不会构成其限制因素，B正确；
C、通过取食流入下一营养级的能量只有总生产量的10%～20%，原因是呼吸作用消耗、流入分解者等原因，C正确；
D、图中的营养是指绿色植物吸收的矿质营养，而物质是可以循环的，故主要是指落叶和枯枝中被分解者分解后形成植物再利用的无机营养，D错误．
故选：D．
某生物兴趣小组利用某种绿藻进行了光合作用和呼吸作用的多项研究．图1表示在两种二氧化碳浓度条件下，绿藻光照强度与光合速率的关系曲线；图2是表示将绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH和温度的情况下，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图；下表中数据是在不同温度下对绿藻光合速率和呼吸速率测量的结果，请分析回答：
（1）在图1中的a点时，细胞中产生ATP的场所有______．若由b点条件突然变为c点时，绿藻细胞中C3的含量______．
（2）据图2分析，该绿藻细胞的平均呼吸速率为______μmol/min．在乙处光照一段时间后，溶解氧浓度保持相对稳定的原因是______．若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的______．
（3）据上表数据，若每天对绿藻进行10h光照、14h黑暗，温度均保持在25℃的条件下，绿藻能否正常生活？______，原因是______．若一天中的光照与黑暗时间相同，则在______℃温度下，绿藻一天内积累的有机物最多．
正确答案
解：（1）在图1中的a点时，植物细胞同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．由b点条件突然变为c点时，CO2浓度降低，CO2的固定速率减慢，形成的C3减少，而短时间内C3的还原反应不受影响，所以绿藻细胞中C3的含量减少．
（2）图2中，0-4min是在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，这段时间内溶解氧减少10μmol，可以计算出该绿藻细胞的平均呼吸速率为10μmol/4min=2.5μmol/min．由于光合作用速率与呼吸作用速率相等，即光合作用释放的氧气和呼吸作用消耗的氧气量相等，所以乙处光照一段时间后，溶解氧浓度保持相对稳定．若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则光合作用停止，即植物只能进行呼吸作用，且平均呼吸速率为2.5μmol/min，所以4min会消耗10μmol氧气，对应于图中曲线e．
（3）在25℃的条件下，绿藻净光合速率为3.75mg/h，呼吸速率为2.25mg/h，若每天对绿藻进行10h光照、14h黑暗，则绿藻一昼夜有机物的积累量为3.75×10-2.25×14=6mg，可见，10 h光合作用积累的有机物大于14 h黑暗条件下消耗的有机物，所以绿藻能正常生活．若一天中的光照与黑暗时间相同，则植物一昼夜积累有机物的量=光照下吸收CO2的量×12-黑暗中释放CO2的量×12，代入表中数据可以计算出，该植物在20℃温度下，一天内积累的有机物最多．
故答案（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（答全得分） 减少
（2）2.5 光合作用速率与呼吸作用速率相等 e
（3）能 10 h光合作用积累的有机物大于14 h黑暗条件下消耗的有机物 20
解析
解：（1）在图1中的a点时，植物细胞同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．由b点条件突然变为c点时，CO2浓度降低，CO2的固定速率减慢，形成的C3减少，而短时间内C3的还原反应不受影响，所以绿藻细胞中C3的含量减少．
（2）图2中，0-4min是在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，这段时间内溶解氧减少10μmol，可以计算出该绿藻细胞的平均呼吸速率为10μmol/4min=2.5μmol/min．由于光合作用速率与呼吸作用速率相等，即光合作用释放的氧气和呼吸作用消耗的氧气量相等，所以乙处光照一段时间后，溶解氧浓度保持相对稳定．若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则光合作用停止，即植物只能进行呼吸作用，且平均呼吸速率为2.5μmol/min，所以4min会消耗10μmol氧气，对应于图中曲线e．
（3）在25℃的条件下，绿藻净光合速率为3.75mg/h，呼吸速率为2.25mg/h，若每天对绿藻进行10h光照、14h黑暗，则绿藻一昼夜有机物的积累量为3.75×10-2.25×14=6mg，可见，10 h光合作用积累的有机物大于14 h黑暗条件下消耗的有机物，所以绿藻能正常生活．若一天中的光照与黑暗时间相同，则植物一昼夜积累有机物的量=光照下吸收CO2的量×12-黑暗中释放CO2的量×12，代入表中数据可以计算出，该植物在20℃温度下，一天内积累的有机物最多．
故答案（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体（答全得分） 减少
（2）2.5 光合作用速率与呼吸作用速率相等 e
（3）能 10 h光合作用积累的有机物大于14 h黑暗条件下消耗的有机物 20
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