- 影响光合作用速率的环境因素
- 共328题
为研究某植物对盐的耐受性，进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验，结果见下表。
注：相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比，可反映细胞膜受损程度。
请据表分析回答：
（1）表中最大光合速率所对应的最小光强度称为____________。与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，该植物积累有机物的量____________，原因是CO2被还原成____________的量减少，最大光合速率下降；而且有机物分解增加，____________上升。
（2）与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，根细胞膜受损，电解质外渗，使测定的________升高。同时，根细胞周围盐浓度增高，细胞会因________作用失水，造成植物萎蔫。
（3）高盐浓度条件下，细胞失水导致叶片中的_______增加，使气孔关闭，从而减少水分的散失。
正确答案
（1）光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率
（2） 根相对电导率 渗透
（3）脱落酸
解析
（1）通过表格中实验组和对照组数据的比较，不难看出在一定的范围内，随着盐浓度的增加，最大光合速率在下降，呼吸速率在上升，根的相对电导率在上升。植物的有机物积累量是等于光合作用制造的有机物减去呼吸作用消耗的有机物，所以高盐浓度与低盐和对照相比，是减少。
（2）当外界溶液的浓度高于细胞内时，植物细胞内的水会透过原生质层出细胞，这种方式称为渗透。此外，根据题目的提示可以确定第三小题是调节气孔关闭的物质，所以是脱落酸。
知识点
取生理状态相同的某植物叶片，分离得到大量的叶肉细胞，将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中，并在适宜的条件下，测定该叶肉细胞的光合作用强度，实验结果如图所示。
据图回答下列问题：
（1）叶肉细胞光合作用强度达到最大后，随着蔗糖浓度升高，叶肉细胞的光合作用强度 ____，从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是____。
（2）如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响，最好将叶肉细胞放在浓度为____的蔗糖溶液中，原因是____。
（3）除蔗糖浓度外，如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度，原因是____。
正确答案
（1）下降
在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水
（2）0.2 mol·L-1
这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态
（3）CO2是光合作用的原料，温度可以影响酶的活性
解析
本题考查考生对光合作用影响因素、物质的跨膜运输和酶活性的影响等知识的掌握。
（1）从实验结果的图示可看出，随着蔗糖浓度升高，光合作用达到最大值后，若蔗糖浓度继续升高，则叶肉细胞的光合作用强度下降。因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时，会导致叶肉细胞失水，从而影响叶肉细胞光合作用的进行。
（2）从图示可看出，叶肉细胞在浓度为0.2 mol·L-1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度，此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响。
（3）植物的光合作用会受光照强度、叶绿素含量、CO2浓度、温度、酶的数量等多种因素的影响，其中CO2是植物进行光合作用的原料之一，而酶的活性会受温度的影响。
知识点
红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是
正确答案
解析
叶片呈红色是由于叶肉细胞的液泡中含有大量红色的色素，高等植物光合作用进行的场所是叶绿体，叶绿体中的叶绿素等色素吸收光能进行光合作用；液泡中的色素吸收的光能不能用于光合作用，故A、D错，C正确。物体的颜色是反射光的颜色，B错。
知识点
表3为某地夏季晴朗的某天，玉米和花生净光合速率测定值。图17表示玉米CO2同化途径。玉米叶肉细胞中有一种酶，通过系列反应将CO2“泵”入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证卡尔文循环顺利进行。这种酶被形象地称为“CO2泵”。而花生缺乏类似的“CO2泵”。
（1）11：00时，光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合原料之一的________减少，导致花生光合作用速率明显下降；而此时玉米光合作用速率反而有所升高，原因是
________________________。
（2）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵’’的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中ATP的含量变化呈____趋势，原因是________________。
（3）与11：00时相比，17：00时，玉米光合作用速率的限制因素是____________。
（4）假设用表中11：00对应的光照强度连续照射两种作物10分钟，则玉米积累的葡萄糖总量比花生多________mg／m2。(相对原子量：C-12，O-16，H-1)
（5）卡尔文循环需要光反应过程中产生的H+，H+最初来源于物质_____________。
（6）NH4+能增加类囊体膜对H+的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H+浓度差。若将NH4+注入叶绿体基质，下列过程中会被抑制的是_____________。
A. 电子传递
B. ATP的合成
C. NADPH的合成
D. 光能的吸收
正确答案
（1）CO2
（2）上升 此时卡尔文循环（或暗反应、或C3的还原）受阻，ATP的消耗降低，而光反应产生的ATP的过程不受影响
（3） 光照强度
（4） 360
（5）水
（6） B
解析
（1）叶孔开度下降，CO2进入叶肉细胞受阻，故CO2减少，导致花生光合作用速率降低。玉米内有CO2泵，故在进入植物内CO2减少的情况下，玉米仍可以维持较高的细胞内CO2浓度；此时光照强度增强，促进光合作用加强。
（2）当注入抑制剂后，卡尔文循环（或暗反应、或C3的还原）受阻，ATP的消耗降低，而光反应产生的ATP的过程不受影响，故ATP的含量呈上升趋势。[来源:zzstep.com]
（3）与11：00时相比，17：00时，外界环境中光照强度较小，温度和CO2浓度基本相同。故光合作用速率受光照强度限制。
（4）从外界吸收的CO2是植物积累的葡萄糖的量是相对应的，两者物质的量之比为1:6。由表3可知每小时每平方米玉米比花生吸收CO2的物质的量为72mmol，所以在10分钟内玉米多吸收CO212mmol，产生的葡萄糖为2mmol，即360 mg/m2
（5） 在光反应中，叶绿体利用光能将水分解为氧气和还原态的氢。
（6）光反应过程中，ATP的中的能量来源于H+的电化学势能。本题中，注射NH4+后消除了膜内外的H+的浓度差，电化学势能为零，所以无法合成ATP。
知识点
为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:
（1）叶绿体中色素的功能是 。
（2）大气中的CO2可通过植物叶片表面的 进入植物体内。光合作用产生的有机物（C6H12O6）中的氧来源于原料中的 ，有机物（C6H12O6）中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物 中。
（3）当NaCl浓度在200~250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于 ，后者主要是由于 。
（4）总光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。请在答题卡指定位置的坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图 。
正确答案
（1）吸收、传递、转换光能
（2）气孔 CO2 CO2
（3）光合色素含量降低 胞间CO2 浓度降低
（4）光合作用消耗的CO2 量（光合作用产生的O2 量或光合作用产生的有机物的量）
绘图
解析
（1）叶绿体中色素的功能是吸收、传递和转化光能，用于光合作用的暗反应阶段。
（2）大气中CO2的吸收需通过植物叶片表面的气孔扩散进入叶肉细胞，是光合作用的暗反应阶段的反应物，CO2中的O进入到暗反应的产物葡萄糖中。葡萄糖参与有氧呼吸时，其中的O在第二阶段进入到产物CO2中。
（3）结合三幅图分析，NaCl浓度在200～250mmol/L时净光合速率显著下降是与光合色素含量低相对应的，抑制光反应过程。但夏季晴朗一天的中午，出现净光合速率下降则是由于抑制暗反应过程，夏日午后气温较高、蒸腾作用过强导致气孔关闭，CO2的吸收减少以至于胞间CO2浓度较低，CO2难以扩散到叶肉细胞内参与暗反应。
（4）总光合速率可用光合作用过程中CO2的消耗量或O2的产生量或有机物的产生量来表示，绘制曲线时需标出横纵坐标的意义，还要注意总光合速率大于净光合速率。此题通过定性分析绘出总光合作用随NaCl浓度变化趋势即可。
知识点
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