1、专题强化练3环境因素影响光合速率相关图表、曲线及实验的分析1.(2021江苏连云港赣榆高一月考,)甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对马铃薯光合速率的影响,除各图中所示的因素外,其他因素均控制在最适宜的范围内。请据图分析,下列选项中正确的是() 甲 乙 丙A.甲图P点之前制约光合速率的主要因素是光照强度、温度B.丙图中P点光合速率比较低的主要原因是细胞中C3含量很低C.乙图的Q点(在高CO2浓度下)要提高光合速率可适当提高光照强度D.乙图PQ点之间制约光合速率的因素主要是光照强度和CO2浓度2.(2021江苏淮安涟水中学高一调研,)将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养。假定玻璃罩内植物
2、的生理状态与自然环境中相同,用CO2测定仪测得了夏季一天中该玻璃罩内CO2的浓度变化情况,绘制成如图所示曲线,下列有关说法正确的是()A.BC段较AB段CO2增加减慢,是因为低温使植物细胞呼吸减弱B.CO2含量下降从D点开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的C.FG段CO2下降不明显,是因为光照减弱,光合作用减弱D.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收量最多,光合作用最强3.(2021江苏南通如皋中学期中,)如图为某植株在夏季晴天一昼夜内CO2吸收速率的变化情况,ah表示一天中对应的时刻点。请回答下列问题:(1)一昼夜中,该植物开始进行光合作用的时刻点为。(2)影响bc时段光合速率
3、的主要环境因素有等。(3)cf时段CO2吸收速率下降的原因主要是中午时分光照过强、温度过高,导致。(4)若将该植株置于密闭容器中,测定其中CO2浓度,则fg时段空气中O2浓度逐渐;一天中,CO2的浓度最高所对应的时刻为。4.(2020山东青岛高一选科抽测改编,)小麦白粉病是世界上影响小麦生产的重要病害,白粉病菌侵染小麦植株后,严重影响小麦光合作用,使植株生长受限,防治小麦白粉病最有效的方法是培育抗病新品种。研究人员选取正常植株、感白粉病植株、抗白粉病植株的叶片进行了相关实验,得到如下数据,请回答下列问题:叶绿素含量/(mgchlgFW-1)细胞间CO2浓度/(molm-2s-1)光合速率/(m
4、gdm-2h-1)正常叶片3.06201.8812.1感白粉病叶片3.01209.267.9抗白粉病叶片3.07202.7315.6(1)实验过程中除了给植株保持充足的光照、水分和适宜的温度外,还需保证氮肥、磷肥等原料供应,以满足植物体合成等物质的需要(写出两项)。(2)由表中数据可知,叶绿素含量对感白粉病叶片的光合速率影响较大,叶绿素的含量主要影响光合作用的阶段;气孔因素(填“是”或“不是”)导致感白粉病叶片光合速率降低的因素,依据是。(3)随感病程度的加深,白粉病菌使植株生长停止,从光合速率与呼吸速率关系的角度分析,其原因是。(4)该抗白粉病叶片与正常叶片相比,光合速率较高,推测最可能的原
5、因是。5.(2021江苏苏州中学期中,)为了解红松光合特性,研究人员对某良种基地的红松进行光合指标日变化的相关测定,结果如图。请回答下列问题:图1图2图3(注:气孔导度表示的是气孔张开的程度;胞间CO2浓度指植物体细胞间的CO2浓度)(1)红松光合细胞中叶绿素是吸收、传递、转化光能的主要色素,其主要吸收的光能有;在提取和分离绿叶中色素的实验时,从上到下第一条色素带的颜色为。(2)在6点时红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有。红松体内一昼夜中有机物积累最多的时刻是时。(3)结合图1、图2分析,1113点间红松净光合速率发生变化的主要原因是,在此时间段,叶绿体中C5的含量变化趋势是。(4)从图3可知
6、,胞间CO2浓度在1216点间基本没有变化,这是因为。17点后胞间CO2浓度迅速上升,主要原因是。(5)在某些农作物栽培过程中,中午时段也会出现与红松相似的现象。为缓解此现象,可采取的措施是。6.(2021江苏镇江中学期中,)玉米的碳同化效率明显高于水稻,为提高水稻产量,科学家将玉米的PEPC基因导入水稻中并进行了研究。图1是在某一温度下测得的光照强度对转基因水稻和原种水稻光合速率的影响,图2是在光照为1 000 Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答:图1图2(1)原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为,转基因水稻(选填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光
7、合速率的。(2)图1是在 下测得的结果,如调整温度为25 ,重复图1相关实验,A点会向移动。(3)据图推测,转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在环境中。研究者提取并分离了这两种水稻等质量叶片的光合色素,通过观察比较发现两种植株各种色素含量无显著差异,则可推断转基因水稻是通过促进光合作用的(填过程)来提高光合速率。(4)若需证明转PEPC基因植物的光合速率都比原种植物高,需进一步进行实验,请写出实验设计的大致思路。答案全解全析1.D甲图中P点前,在相同光照强度时,不同温度下的光合速率相同,光合速率只随光照强度的增加而增大,故P点之前光合速率不受温度影响,A错误;丙图中P点光合速率比较低,P点后,
8、相同温度条件下,光合速率随着光照强度的增加而增加,故P点光合速率比较低的原因是受光照强度限制,B错误;乙图的Q点(在高CO2浓度下)曲线已经趋于平稳,说明光照强度不再是限制光合速率的因素,故提高光照强度不能提高光合速率,C错误;乙图PQ点之间曲线表示光合速率随着光照强度的增加和CO2浓度的增加而增加,说明PQ点之间制约光合速率的因素主要是光照强度和CO2浓度,D正确。2.A由题图可知,BC段较AB段CO2增加减慢,CO2的增加是呼吸作用释放出来的,此时温度较低,A正确;CO2含量下降从D点开始,说明D点光合作用强度等于呼吸作用强度,植物光合作用是从D点前开始的,B错误;FG段CO2下降不明显,
9、是因为光照强度太强,部分气孔关闭,导致CO2供应减少,进而光合作用减弱,C错误;H点CO2浓度最低,说明一天中此时积累的有机物最多,但并不是光合作用最强,D错误。3.答案(1)a(2)光照强度、温度(3)气孔关闭(4)升高b解析(1)据题图分析,从a点后就存在CO2的吸收,该时刻植物开始进行光合作用。(2)bc时段光照强度逐渐增强、温度逐渐升高,CO2吸收速率逐渐增大,影响光合速率的主要环境因素有光照强度、温度等。(3)夏季晴天,cf时段为中午时间段,此时光照过强、温度过高,导致部分气孔关闭,CO2吸收速率下降。(4)若将该植株置于密闭容器中,则fg时段该植物CO2吸收速率大于0,空气中O2浓
10、度逐渐升高;一天中,夜间只进行呼吸作用,CO2的浓度最高所对应的时刻为b。4.答案(1)蛋白质、核酸(2)光反应不是感白粉病叶片的细胞间CO2浓度高(3)过多二氧化碳会抑制有氧呼吸,致使有机物堆积,从而抑制光合作用(4)叶绿素含量增加,细胞间CO2浓度较高,同时促进了光合作用的进行解析(1)蛋白质的组成元素中含有N,核酸的组成元素中含有N和P,实验过程中除了给植株保持充足的光照、水分和适宜的温度外,还需保证氮肥、磷肥等原料供应,以满足植物体合成蛋白质、核酸等物质的需要。(2)叶绿素参与光合作用的光反应阶段;由表格数据可知,感白粉病叶片的细胞间CO2浓度较高,不影响光合作用暗反应阶段的进行,因此
11、气孔因素不是导致感白粉病叶片光合速率降低的因素。(3)随感病程度的加深,白粉病菌使植株生长停止,其原因是过多二氧化碳会抑制有氧呼吸,致使有机物堆积,从而抑制光合作用。(4)该抗白粉病叶片与正常叶片相比,叶绿素含量较高,促进了光合作用的光反应阶段的进行,细胞间CO2浓度较高,促进了光合作用暗反应阶段的进行,因此抗白粉病叶片的光合速率较高。5.答案(1)红光和蓝紫光橙黄色(2)线粒体和叶绿体18(3)叶片气孔导度降低增加(4)从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等呼吸速率大于光合速率(或光照减弱,光合速率下降)(5)适当遮阴(或适当补充水分)解析(1)红松光合细胞中叶绿素是吸收、传
12、递、转化光能的主要色素,其主要吸收的光能有红光和蓝紫光;在提取和分离绿叶中色素的实验中,溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散得越快,从上到下第一条色素带的颜色为橙黄色,是胡萝卜素。(2)据图1可知,在6点时,红松的净光合速率为0,即光合速率=呼吸速率,此时红松叶肉细胞中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。据图1可知,18时红松的净光合速率为0,因此红松体内一昼夜中有机物积累最多的时刻是18时。(3)结合图1、图2可知,气孔导度与净光合速率随时间的变化几乎一致,据图2可知,1113时叶片气孔导度降低,导致净光合速率降低。在此时间段内,气孔导度降低,导致CO2的供应减少,影响光合作用暗反应中CO2
13、的固定。CO2的固定过程受阻,但光反应仍正常进行,引起细胞中C3含量相对下降,C5含量相对增加。(4)从图3可知,胞间CO2浓度在1216点间基本没有变化,这是因为红松从环境中吸收的CO2量与叶肉细胞吸收的CO2量基本相等。17点后胞间CO2浓度迅速上升,主要原因是呼吸速率大于光合速率(或光照减弱,光合速率下降),导致释放到细胞外的CO2增多,进而导致胞间CO2浓度迅速上升。(5)在某些农作物栽培过程中,中午时段也会出现与红松相似的现象,即中午温度过高,为了防止大量水分通过蒸腾作用散失,植物的部分气孔关闭,导致光合作用减弱。为缓解此现象,可采取的措施有:适当补充水分、适当遮阴、补充CO2等,可
14、提高光合作用的强度。6.答案(1)CO2浓度(CO2浓度、温度)不是(2)30左下(3)强光照和高温色素带的宽度暗反应(4)将PEPC基因转入不同种类的植物,测量并比较转基因植物与非转基因植物光合速率的大小解析(1)图1中原种水稻A点以后净光合速率不随光照强度增大而增大,则A点以后限制光合作用的主要环境因素为温度、CO2浓度等。据图2可知,原种水稻和转基因水稻的最适温度都是35 ,因此转基因水稻不是通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率的。(2)由图1可知A点是原种水稻的光饱和点,在图1中可知A点时的净光合速率是20,根据图2可知,净光合速率是20时对应的是30 。如果用温度为25 重复图1相关实验,光合作用减弱,A点会向左下移动。(3)由图1可知A点以后随着光照强度的增强原种水稻的净光合速率不再增强,而转基因水稻净光合速率将会继续升高一段,并且转基因水稻净光合作用速率始终大于原种水稻,故推测转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在强光照和高温环境中。通过比较色素带的宽度,可以比较两种叶片中色素的含量;两种叶片色素含量差距不大,说明光反应的差距并不大,应该是促进了暗反应过程,提高了光合作用速率。(4)该实验的自变量是转PEPC基因植物和原种植物,因变量是光合速率的不同,因此实验思路应为将PEPC基因转入不同种类的植物,测量并比较转基因植物与非转基因植物光合速率的大小。
