專題強(qiáng)化練3　環(huán)境因素對光合速率影響的圖表、曲線及實(shí)驗(yàn)分析

專題強(qiáng)化練3環(huán)境因素對光合速率影響的圖表、曲線及實(shí)驗(yàn)分析1.(2020山東青島高一選科抽測,)“藏糧于地、藏糧于技”,是中央對確保糧食產(chǎn)能的新思路,我國糧食產(chǎn)業(yè)要向綠色優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)型。小麥白粉病是世界上影響小麥生產(chǎn)的重要病害,白粉病菌侵染小麥植株后,嚴(yán)重影響小麥光合作用,使植株生長受限,防治小麥白粉病最有效的方法是培育抗病新品種。研究人員選取正常植株、感白粉病植株、抗白粉病植株的葉片進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),得到如下數(shù)據(jù),請回答下列問題:葉綠素含量(mg·chl·g·FW-1)細(xì)胞間CO2濃度(μmolCO2·m-2·s-1)光合速率(mgCO2·dm-2·h-1)正常葉片感白粉病葉片抗白粉病葉片(1)實(shí)驗(yàn)過程中除了給植株保持充足的光照、水分和適宜的溫度,還需保證氮肥、磷肥等原料供應(yīng),以滿足植物體合成等物質(zhì)的需要(寫出兩項(xiàng))。

(2)由表中數(shù)據(jù)可知,葉綠素含量對感白粉病葉片的光合速率影響較大,葉綠素的含量主要影響光合作用的階段;氣孔因素(填“是”或“不是”)導(dǎo)致感白粉病葉片光合速率降低的因素,依據(jù)是。

(3)隨感病程度的加深,白粉病菌使植株生長停止,從光合速率與呼吸速率關(guān)系的角度分析,其原因是。

(4)該抗白粉病葉片與正常葉片相比,光合速率較高,推測最可能的原因是。

2.()如圖是某科研小組在黃瓜幼苗光合作用的最適溫度條件下,探究環(huán)境因素對其光合作用影響時(shí)所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請據(jù)圖回答:(1)圖中a點(diǎn)時(shí)CO2產(chǎn)生的場所是,黃瓜幼苗從點(diǎn)之后開始進(jìn)行光合作用。

(2)據(jù)圖分析,CO2濃度為600mg·L-1時(shí),d點(diǎn)的CO2吸收量高于c點(diǎn),結(jié)合光合作用的過程分析其原因是。

(3)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,在黃瓜幼苗培育過程中,為促進(jìn)幼苗快速生長可以采取的措施有。

3.(2020山東德州高一期末,)土壤鹽漬化會(huì)造成植物減產(chǎn)甚至死亡,該問題是我國乃至全世界面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn),科研人員為探究有機(jī)鍺(Ge)和鹽(NaCl)對植物光合作用的影響,以大蒜幼苗為材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)大蒜幼苗的葉綠素分布在葉綠體的上,常用無水乙醇提取葉片中的葉綠素,原因是

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(2)NaCl處理會(huì)導(dǎo)致大蒜幼苗的光合作用速率降低,結(jié)合上圖分析其原因是降低,導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的減少,從而使暗反應(yīng)速率降低。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論有:①Ge對光合作用速率;②鹽(NaCl)能降低光合作用速率;③Ge能鹽對光合作用速率的影響。

4.(2020湖北四地七校高三聯(lián)考,)水分脅迫是指植物水分散失超過吸收,使植物組織含水量下降,正常代謝失調(diào)的現(xiàn)象。大量研究表明,光合速率隨水分脅迫加強(qiáng)不斷下降,是作物后期受旱減產(chǎn)的主要原因。圖1是水分脅迫和復(fù)水對某植物葉綠素含量變化的影響(其中CX代表對照,L代表輕度脅迫,M代表中度脅迫,S代表重度脅迫),圖2表示輕度水分脅迫對葉片氣孔導(dǎo)度(即氣孔開放的程度)和光合速率的影響。圖1圖2(1)從圖1可以看出水分可以影響光合作用的階段。

(2)植物在不同程度的水分脅迫下,葉綠素含量呈下降趨勢,下降幅度從大到小依次是,并且在重度水分脅迫下葉綠素含量更難以恢復(fù),最可能的原因是在重度水分脅迫下受到一定程度的破壞。

(3)由圖2的結(jié)果可以看出,輕度水分脅迫引起氣孔導(dǎo)度降低。此種情況下,水分脅迫對光合速率的影響主要是通過。

5.(2020北京密云高一期末,)為提高甜椒產(chǎn)量,科研人員對甜椒葉片光合作用的特性進(jìn)行研究?？蒲腥藛T選擇6月晴朗的一天,測定甜椒植株上部、中部和下部葉片的光合速率,結(jié)果如下圖所示。(1)光是影響溫室內(nèi)甜椒產(chǎn)量的重要環(huán)境因素之一。弱光下,甜椒葉片光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的較少,影響暗反應(yīng)階段中的還原,使糖類等有機(jī)物的合成減少。因而必要時(shí)可對溫室內(nèi)種植的甜椒進(jìn)行人工補(bǔ)光。

(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,上部、中部和下部葉片在時(shí)光合速率均達(dá)到最大值,其中部葉片的光合速率最高。

(3)光合速率差異可能與葉片光合色素含量有關(guān)。為比較不同部位葉片光合色素含量的差異,先稱取,再分別加入等量的和少量二氧化硅和碳酸鈣等研磨、過濾,獲得色素提取液,然后測定光合色素含量。

(4)在大田種植條件下,甜椒有明顯的“光合午休”現(xiàn)象,這是由于中午時(shí)葉片的關(guān)閉,進(jìn)入葉片內(nèi)的量減少,光合速率下降。人工調(diào)節(jié)溫室內(nèi)等條件,可讓溫室種植的甜椒少出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

6.()研究發(fā)現(xiàn),一些作物的葉照光后移至黑暗環(huán)境,短時(shí)間內(nèi)(約1分鐘)出現(xiàn)CO2釋放量急劇增高的現(xiàn)象,隨后釋放量減少至與黑暗環(huán)境一致。這是因?yàn)樵诠庹障氯~肉細(xì)胞吸收O2,釋放CO2,這種反應(yīng)需葉綠體參與,并與光合作用同時(shí)發(fā)生,稱為光呼吸。(1)在適宜光照強(qiáng)度條件下,葉肉細(xì)胞產(chǎn)生O2的具體部位是,產(chǎn)生CO2的具體部位是。

(2)光呼吸與有氧呼吸的共同點(diǎn)是,細(xì)胞呼吸的主要意義。

(3)請依據(jù)題中所給信息,簡要寫出驗(yàn)證植物存在光呼吸現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

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7.(2020北京西城高一期末,)利用溫室種植果蔬,可以使其在冬、春季節(jié)上市獲取較高經(jīng)濟(jì)效益?？蒲腥藛T探究溫室內(nèi)不同CO2濃度對番茄光合速率和產(chǎn)量的影響,結(jié)果如下表。請回答問題:組別凈光合速率[μmol/(m2·s)]產(chǎn)量(kg/hm2)A0(對照組,大氣CO2濃度)70A1(600μmol/LCO2濃度)82A2(800μmol/LCO2濃度)90A3(1000μmol/LCO2濃度)97(1)隨著溫室CO2濃度的升高,進(jìn)入葉綠體的CO2增多,與C5結(jié)合生成的增加。CO2濃度升高還能提高Rubisco(催化CO2固定的酶)的活性,直接提高反應(yīng)的速率,從而提高了光合速率和產(chǎn)量。

(2)科研人員進(jìn)一步研究了溫室內(nèi)不同CO2濃度對番茄光合色素含量的影響,結(jié)果如圖1。圖1由圖1可知,隨著溫室CO2濃度的升高,分布在葉綠體上的光合色素含量增加,吸收增多,促進(jìn)光反應(yīng)產(chǎn)生更多,最終提高了光合速率和產(chǎn)量。

(3)科研人員繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索更合理的溫室增施CO2方法,應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)組1:高濃度短時(shí)間增施,每日6:00~9:00增施濃度為800~1000μmol/molCO2;實(shí)驗(yàn)組2:低濃度長時(shí)間增施,每日6:00~16:00增施濃度為400~600μmol/molCO2;對照組:不增施CO2。檢測各組不同器官中干物質(zhì)的量,結(jié)果如圖2。請根據(jù)結(jié)果選擇更為合理的方法并闡述理由:

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圖2專題強(qiáng)化練3環(huán)境因素對光合速率影響的圖表、曲線及實(shí)驗(yàn)分析1.答案(1)蛋白質(zhì)、DNA(2)光反應(yīng)不是感白粉病葉片的細(xì)胞間CO2濃度高(3)過多二氧化碳會(huì)抑制有氧呼吸,致使有機(jī)物堆積,從而抑制光合作用(4)葉綠素含量增加,細(xì)胞間CO2濃度較高,同時(shí)促進(jìn)了光合作用的光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的進(jìn)行解析(1)蛋白質(zhì)的組成元素中含有N,核酸的組成元素中含有N和P,實(shí)驗(yàn)過程中除了給植株保持充足的光照、水分和適宜的溫度,還需保證氮肥、磷肥等原料供應(yīng),以滿足植物體合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的需要。(2)由表格數(shù)據(jù)可知,感白粉病葉片的細(xì)胞間CO2濃度較高,不影響光合作用暗反應(yīng)階段的進(jìn)行,因此氣孔因素不是導(dǎo)致感白粉病葉片光合速率降低的因素。(3)隨感病程度的加深,白粉病菌使植株生長停止,其原因是過多二氧化碳會(huì)抑制有氧呼吸,致使有機(jī)物堆積,從而抑制光合作用。(4)該抗白粉病葉片與正常葉片相比,葉綠素含量增加,促進(jìn)了光合作用的光反應(yīng)階段的進(jìn)行,細(xì)胞間CO2濃度上升,促進(jìn)了光合作用暗反應(yīng)階段的進(jìn)行,因此抗白粉病葉片的光合速率較高。2.答案(1)線粒體m(2)d點(diǎn)條件下光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH多(3)適當(dāng)增加CO2濃度(增施農(nóng)家肥)、提供適宜光照解析(1)題圖中a點(diǎn)時(shí)植物只進(jìn)行有氧呼吸,CO2產(chǎn)生的場所是線粒體,黃瓜幼苗從m點(diǎn)之后開始吸收CO2進(jìn)行光合作用。(2)據(jù)圖分析,當(dāng)CO2濃度為600mg·L-1時(shí),d點(diǎn)的光照強(qiáng)度大于c點(diǎn),即d點(diǎn)條件下光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH較c點(diǎn)多,因而d點(diǎn)的CO2吸收量高于c點(diǎn)。(3)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,在黃瓜幼苗培育過程中,為促進(jìn)幼苗快速生長,可以采取的措施有增施農(nóng)家肥以增加CO2濃度、提供適宜光照等。3.答案(1)類囊體薄膜葉綠素能夠溶解在無水乙醇中(2)葉綠素的含量ATP和NADPH(3)基本沒有影響緩解解析(1)葉綠素分布在葉綠體類囊體薄膜上。綠葉中的色素易溶于有機(jī)溶劑,故可用無水乙醇來提取綠葉中的葉綠素。(2)比較添加NaCl組與對照組的葉綠素含量可知,NaCl處理組大蒜幼苗中葉綠素含量降低,其吸收的光能減少,導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢,光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH和ATP減少,進(jìn)而導(dǎo)致暗反應(yīng)速率降低,植物光合速率降低。(3)比較添加Ge組與對照組的葉綠素含量可知,Ge處理組大蒜幼苗中葉綠素含量幾乎不變,說明Ge對光合作用速率基本沒有影響;比較添加Ge和NaCl組與添加NaCl組的葉綠素含量可知,Ge可導(dǎo)致NaCl處理的大蒜幼苗的葉綠素含量有所增加,由此說明Ge能緩解鹽對光合作用速率的影響。4.答案(1)光反應(yīng)(2)重度>中度>輕度(或S>M>L)葉綠體(或類囊體)的結(jié)構(gòu)和功能(3)影響二氧化碳的吸收進(jìn)而影響光合速率解析(1)從圖1可知,隨著缺水程度的增加,葉綠素含量下降,故水分可以影響光合作用的光反應(yīng)階段。(2)從圖1可以看出,隨著水分脅迫程度的增加,葉綠素含量下降幅度增大,故下降幅度從大到小依次是S>M>L。由圖1可知,在輕度和中度缺水的條件下,葉綠素含量在第7天左右開始逐漸恢復(fù),在重度缺水條件下卻難以恢復(fù),推測其原因可能是在重度缺水條件下,葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞。(3)由圖2可知,輕度水分脅迫下氣孔導(dǎo)度下降,則通過氣孔進(jìn)入細(xì)胞的二氧化碳量會(huì)減少,由此說明水分脅迫還可以通過影響暗反應(yīng)中二氧化碳的吸收來影響光合速率。5.答案(1)ATP和NADPHC3(三碳化合物)(2)10:00上(3)等量的上部、中部和下部葉片無水乙醇(丙酮)(4)部分氣孔CO2溫度和光照解析(1)光照強(qiáng)度主要通過影響光反應(yīng)影響光合速率,弱光下,甜椒葉片光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH較少,光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的ATP和NADPH減少,導(dǎo)致暗反應(yīng)C3的還原減慢,糖類等有機(jī)物的合成減少。(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,不同部位的葉片均在上午10:00時(shí)光合速率達(dá)到最大,其中上部葉片光合速率最高,下部葉片的光合速率最低。(3)要比較不同部位葉片光合色素含量的差異,需要提取上部、中部和下部的葉片中的色素進(jìn)行比較。先稱取等量的三種葉片,再分別加入等量的無水乙醇(提取色素)、少量二氧化硅(使研磨更充分)和碳酸鈣(保護(hù)色素)等進(jìn)行研磨、過濾,獲得色素提取液,然后測定光合色素含量。(4)中午時(shí)溫度過高,為了避免蒸騰作用過于旺盛,葉片的部分氣孔關(guān)閉,二氧化碳的吸收量減少,導(dǎo)致光合速率下降。人工調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度和光照等條件,可減少“光合午休”現(xiàn)象,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。6.答案(1)葉綠體類囊體薄膜線粒體基質(zhì)(2)消耗O2、釋放CO2分解有機(jī)物,為生命活動(dòng)提供能量(3)在適宜條件下先測定植物光照時(shí)吸收CO2速率,一段時(shí)間后對植物進(jìn)行遮光(完全黑暗)處理,遮光后每10秒測定一次CO2釋放速率,直到CO2釋放速率不變解析(1)在適宜光照強(qiáng)度條件下,葉肉細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸。葉肉細(xì)胞光反應(yīng)產(chǎn)生O2發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜,葉肉細(xì)胞有氧呼吸第二階段產(chǎn)生CO2,其場所為線粒體基質(zhì)。(2)有氧呼吸是指細(xì)胞在氧氣的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生CO2和H2O,釋放能量,生成ATP的過程。ATP可用于多項(xiàng)生命活動(dòng)。結(jié)合題干信息可知,光呼吸和有氧呼吸的共同點(diǎn)是消耗O2、釋放CO2,細(xì)胞呼吸的主要意義是分解有機(jī)物,為生命活動(dòng)提供能量。(3)由題意可知,光呼吸是指植物光照下葉肉細(xì)胞吸收O2,釋放CO2的過程。作物葉照光后移至黑暗環(huán)境,由于照光條件下光呼吸產(chǎn)生CO2,所以短時(shí)間內(nèi)(約1分鐘)出現(xiàn)CO2釋放量急劇增高的現(xiàn)象,隨后釋放量減少至與黑暗環(huán)境一致。由以上分析,可先測定植物光照時(shí)CO2吸收速率,再進(jìn)行黑暗處理測定CO2釋放速率,若遮光后短時(shí)間內(nèi)CO2釋放速率增大,然后保持穩(wěn)定,即可驗(yàn)證植物存在光呼吸現(xiàn)象。7.答案(1)C3暗(2)類囊體薄膜光能ATP、NADPH、O2(3)低濃度長時(shí)間增施組(實(shí)驗(yàn)組2)效果更好,本組果實(shí)中干物質(zhì)含量最高解析(1)光合作用暗反應(yīng)過程中,五碳化合物與二氧化碳結(jié)合生成三碳化合物(C3);Rubisco催化的是暗反應(yīng)過程中二氧化碳的固定過程,因此CO2濃度升高提高了Rubisco(催化CO2固定的酶)的活性,直接提高了暗反應(yīng)的速率,從而提高了光合速率和產(chǎn)量。(2)根據(jù)表格分析,實(shí)驗(yàn)的