影响光合作用的环境因素知识点题库

在一个大型平底烧瓶湿润的泥沙中插上几枝新鲜的枝条和一支盛有适量NaOH溶液的试管，烧瓶口紧包一个气球，使烧瓶悬浮在玻璃缸中某一位置（如右图）。自然环境下隔天观察，最终可以发现烧瓶

A . 浮在水面 B . 沉到缸底 C . 原位不动 D . 上下摆动

将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图所示。在连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO₂浓度变化结果如图所示。据此分析可知（）

A . 最初10min内，瓶内CO₂浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强 B . 第20～30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强 C . 第40～60min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等 D . 瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为90ppmCO₂/min

富硒紫番薯含有丰富的微量元素和维生素，尤其是硒的含量较高．为了探究影响富硒紫番薯光合作用和呼吸作用的因素，某科研所的研究小组对富硒紫番薯进行了相关的实验，获得的实验结果如下所示，甲组：富硒紫番薯的叶片在不同条件下单位时间O₂释放量（ml），乙组：温度（℃）结合时间因素对富硒紫番薯幼苗呼吸速率的影响．请根据结果分析回答下列问题：（甲组）

CO₂浓度	灯泡的功率（单位：W）
CO₂浓度	20	50	75	100	200	300
0.1%	7.4	26.0	38.2	50.5	70.5	70.5
0.03%	3.3	10.2	22.8	37.6	37.5	37.6

（1）甲组的实验方案中自变量是，实验中需要控制的主要无关变量是

（2）分析甲组表中数据可知，当植物在灯泡功率为100W、CO₂浓度为0.03%时，可以采取的措施来显著提高光合作用强度．

（3）分析乙组的实验结果：富硒紫番薯幼苗呼吸作用的最适温度范围为；

温度在0℃﹣20℃之间，随时间的延长，呼吸速率的变化趋势为

温度在35℃﹣45℃之间，3小时内呼吸速率较最适温度高，3小时后呼吸速率．

由此可见，要能较长时间维持最快呼吸速率的温度，才算是最适温度．

（4）温度之所以影响呼吸速率主要是影响了．

科学家们做过许多实验，经历了一个多世纪的漫长过程，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物．结合所学知识，回答下列问题：

（1） 1864年，德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有．
（2） 1880年，美国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的装片放在没有空气的黑暗环境中，然后先后用极细光束和露光处理，实验证明了．之后，他用透过三棱镜的光照射水绵和好氧细菌的装片，依据实验结果，得到的实验结论是．
（3） 1941年，美国科学家鲁宾和卡门采用法证明了光合作用释放的氧气来自水，美国科学家卡尔文也采用了此技术，探明了CO₂中的碳在光合作用中的转移途径为．
（4）后来，科学家研究不同光照强度对光合作用的影响，将实验结果绘制成如图所示曲线，图中S₁、S₂、S₃的面积大小表示有关生理过程产生或消耗物质的量，图中E点时产生ATP的场所是．可用表示光合作用产生有机物的量，用表示该段积累的有机物量，（用S₁、S₂、S₃表示）．

图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内CO₂释放量和O₂产生总量的变化．图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线．假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是（　　）

A . 若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c时与图乙的c时细胞中产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体 B . 若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的b相当于图乙的b点 C . 图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO₂ D . 图乙的a、b、c点光合作用限制因素只有光照强度

为研究叶面施肥对大豆植株光合作用的影响，科研人员用适宜浓度的氮肥（尿素）、钾肥（硫酸钾）、磷肥（过磷酸钙）和硼肥（硼酸）分别喷施处于生长期的大豆叶片，相关实验结果见下表。请回答下列问题：

处理方式	叶绿素含量（mg·g^-1）	净光合速率（μmol·m^-2·s^-1）	胞间CO₂浓度（μmol·mol^-1）
对照组	3.41	16.3	252
尿素	3.45	17.6	254
硫酸钾	3.50	18.2	255
过磷酸钙	4.07	19.4	285
硼酸	3.99	20.1	274

（1）根据上表信息，分析实验过程中影响大豆植株光合作用的内部因素是。影响大豆植株光合作用的外界因素有等。
（2）实验过程中对实验组的处理要求是。
（3）在预实验过程中，喷施溶液的浓度过高时会出现“烧苗”现象，该现象出现的主要原因是。
（4）由表中数据可知，使用适宜浓度的磷肥、硼肥可以使大豆叶片的光反应和暗反应均增强，试结合表中数据分别说明其原因。

甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：

（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是，判断的依据是。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的(填“O₂”或“CO₂”)不足

图1所示为某高等植物细胞中光合作用过程的图解。将一小株该绿色植物放入一个三角瓶中，如图2所示，在瓶内放置一个测定CO₂浓度的传感器，将瓶口用橡胶塞塞上，传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间瓶内 CO₂浓度的变化。图3所示为25℃时，a、b两种植物CO₂吸收量随光照强度的变化曲线。据图回答下列问题：

（1）图1中［H］代表的物质是：（NADH或NADpH）；其中A过程为。
（2）图2中，将¹⁸O₂充入该三角瓶中，放射性元素（能或不能）出现在植物呼吸作用产生的CO₂中，若对此三角瓶进行遮光处理，容器内的O₂含量将逐渐下降并完全耗尽后ATP合成的场所是。
（3）图3中，当用光照强度为Y，对a、b植物均处理12小时，则b植物比a植物光合作用固定的CO₂多(mg.m²)。对于a植物，光合作用和呼吸作用最适温度为25℃和30℃。若使温度提高到30℃（其他条件不变），图中P点移动方向为。该植物长期白天处于P点所示光照强度下不能正常生长的原因是。

在晴朗的夏季，将一正常生长的绿色植物放入密闭的透明玻璃罩内继续培养，每隔一段时间用CO₂浓度检测仪测定玻璃罩内CO₂浓度，绘制成如图所示曲线。下列判断正确的是（）

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A . FG段表明气孔关闭，不进行光合作用 B . E点和F点比较，E点时C₃含量低、C₅含量高 C . D点开始进行光合作用，H点光合作用消失 D . 该植物体内的有机物在一昼夜内有所增加

两种生长状况相似的甲、乙植物培养在适宜的光照强度、温度与水分条件下，探究两种植物 CO₂ 吸收速率与 CO₂ 浓度的关系，实验结果如下图所示。实践中常用希尔反应来测定除草剂对甲、乙植物光合作用的抑制效果，用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙的离体叶绿体并进行希尔反应（基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有 DCIP（氧化型）、蔗糖和 pH7.3 磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的 DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色），实验结果如下表格所示。回答以下问题：

除草剂相对浓度	0	5％	10％	15％	20％	25％	30％
甲放氧速率相对值	5.0	4.4	3.7	3.0	2.2	1.6	1.0
乙放氧速率相对值	5.0	3.7	2.2	1.0	0	0	0

（1）上述实验在相对密闭容器中，通常可通过控制不同浓度的溶液控制 CO₂ 浓度。相同浓度除草剂处理下，除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外，根据希尔反应还可通过快慢来判断。
（2）若在红色薄膜下进行该实验，则图所画曲线的 a 点应该往移；CO₂ 浓度为 b 时，通常甲植株的 O₂产生量（＞/＜/＝）乙植株的 O₂ 产生量，甲植株由 CO₂ 浓度为 b 调到 c 处后短时间内叶绿体中减少的物质有（①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH）。
（3）上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖的目的是，据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率，可知除草剂抑制主要作用于叶绿体的（填结构）。研究发现除草剂浓度为 20％处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖，尝试分析最主要的原因是。

为研究叶面施肥对花生光合作用的影响，科研人员用适宜浓度的氮肥（尿素）、硼肥（硼酸）、钾肥（硫酸钾）和磷肥（过磷酸钙）分别喷施于花针期的花生叶片进行实验，结果见下表。请回答下列问题：

处理方式	叶绿素含量（mg•g-1）	净光合速率（μmol•m-2•s-1）	胞间 CO₂ 浓度（μmol•mol-1）
对照组	3.41	16.3	252
尿素	3.45	17.6	254
硫酸钾	3.50	18.2	255
过磷酸钙	3.99	19.4	285
硼酸	4.07	20.1	274

（1）对照组花生植株的叶面应作的处理是。
（2）若预实验过程中喷施肥料浓度过高，致使部分细胞处于状态，植株会出现“烧苗”现象。
（3）由表可知，使用适宜浓度的硼肥对提高花生叶片光合效率的效果更佳。请依据光合作用原理结合上表数据进行解释说明原因：，使光反应增强；同时，，使暗反应也增强
（4）喷施磷肥对提高花生光合效率的效果也不错，请从磷元素作用角度说明原因。

下图为一种新型高效农业生态循环系统，其中包含了农田生产系统、大耳羊养殖系统苗木蔬菜种植系统和特种生态养殖系统，解决了现有农业生产附加值低、农民收入不高，以及禽畜养殖业的发展过程中带来环境污染问题。下列有关叙述错误的是（）

A . 常温厌氧沼气池和恒压沼气池中的甲烷菌在无氧条件下才可以将有机废物转化成有用的甲烷，无氧呼吸在人和动物的肠道微生物中也能发生 B . 设计该农业生态系统时，应运用的生态工程原理有物质循环再生、整体性、系统学和工程学原理等 C . 大耳羊养殖场产生的粪渣可作为苗木和果树的有机肥料，既能改善土壤结构、提高土壤肥力，又能被微生物分解，所释放二氧化碳可促进果木的光合作用 D . 人类通过建立新型高效农业生态循环系统，调整了能量流动关系提高了生态系统的能量传递效率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分

下图为沙枣在不同浓度Na₂SO₄胁迫下的相关生长特性（四组Na₂SO₄浓度依次为：0 mmol/L、60 mmol/L、120mmol/L、180 mmol/L）。回答下列问题：

（1）沙枣净光合速率（用文字表达式）；其净光合速率变化程度随Na₂SO₄胁迫加剧而（填“加剧”或“减弱”）。
（2） Na₂SO₄胁迫的关键（填“是”或“不是”）影响光反应所需的水分，理由是。水分作为光合作用的原料，被利用的最终场所及发生的反应是。
（3）试分析沙枣叶肉细胞胞间CO₂浓度降低的原因。此时叶绿体基质中C₅含量的变化是。

将正常生长的绿藻照光培养一段时间，请分析绿藻细胞内的物质变化：

（1）研究表明，叶绿体产生的O₂需扩散通过磷脂双分子层后才能进入叶绿体基质。结合你学过的内容进行分析：O₂产生于（填“关囊体薄膜上”或“类囊体腔内”），至少需穿过层生物膜才能离开叶绿体所在的植物细胞。
（2）植物的光合作用的暗反应需要光反应阶段产生的NADpH 。NADpH的中文名称是，其在暗反应中作为剂，用于以为主的有机物的形成。
（3）若用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞叶绿体内的NADP⁺/NADpH比值将会（上升、基本不变、下降）。

睡莲叶片的上表皮上的气孔数目多于下表皮，此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降，其表现在（　　）

A . 叶绿体内C₅的含量太低 B . 暗反应中产生的三碳化合物数量不足 C . 水分解产生的氧气数量不足 D . 暗反应所需NADpH的数量不足

下图甲、乙、丙、丁表示环境因素对植物光合作用的影响示意图，对图中曲线描述正确的是（）

A . 若植物长期处于图甲所示环境中，则该植物能正常生长 B . 从图乙中可看出，在25℃左右时该植物生长最快 C . 图丙中曲线ab段形成的原因是由于光照强度降低所致 D . 图丁中b点时，甲、乙两植物的真光合速率相等

玉米大豆相间种植，有利于提高土地利用率。不同的玉米品种会为大豆带来不同的遮光效果。为研究最佳的相间种植组合，用黑色遮阳网模拟不同玉米的遮光效果，设CK (正常光照)、A1 (一层黑色遮阳网遮阴，模拟C品种玉米)、A2(两层黑色遮阳网遮阴，模拟D品种玉米) 3个处理组，每组中均种植大豆若干株，部分实验结果如表所示。请回答：

处理	净光合速率（μmol·m^-2·s^-1）	气孔导度（μmol·m^-2·s^-1）	胞间二氧化碳浓度（μmol·m^-2·s^-1）	蒸腾速率（μmol·mol^-1·s^-1）
CK	18.074	0.438	260.999	5.006
A1	17.505	0.336	274.026	4.679
A2	12.053	0.304	327.818	4.561

（1）玉米和大豆进行相间种植，显著提高了农田群落利用环境资源的能力，这是运用了群落的结构原理。
（2）在使用黑色遮阳网遮光的短时间内，大豆叶片叶绿体内（填“C₃”或“C₅”)含量增加。
（3）为尽可能提高相间种植时大豆的产量，应选择的玉米品种为。据表分析，请判断以下哪些结论成立（多选）。
A．弱光环境下，大豆植株气孔导度下降，蒸腾速率降低，引起光合作用减弱

B．弱光环境下，光照强度不足，限制了光反应，导致净光合速率降低

C．随着遮光程度的增加，净光合速率下降，导致胞间CO₂浓度增加
（4）相间种植时，还需考虑不同农作物对土壤含水量的要求。已知玉米生长的土壤含水量一般在50%左右，大豆生长的土壤含水量一般在30%左右。现有多块长势相似的玉米大豆相间种植的农田。为了获得玉米和大豆产量的最大化，请设计实验探究相间种植时最佳的土壤含水量。实验设计思路为。

2021年9月24日，《科学》刊发中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得的重大突破性进展。该研究在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是，模块3中的乙为。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将（填：“增加”或“减少”）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是。
（3）在与植物光合作用固定的CO₂量相等的情况下，该系统糖类的积累量（填：“高于”、“低于”或“等于”）植物，原因是。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

科研人员将某绿色植物置于密闭透明装置内，根据O₂传感器获得一天（24小时）的数据，并绘制曲线如图所示。下列相关叙述正确的是（）

A . C点对应的时刻的光照强度为光饱和点 B . B、C两点分别表示该植物一天干重最低与最高的点 C . B点对应的时刻，植株肯定不进行光合作用 D . 装置内CO₂的相对含量A时刻高于D时刻

将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m²）时，固定的CO₂量等于呼吸作用释放的CO₂量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m²），每天光照时长为14小时。回答下列问题：

（1）在此条件下，该水稻种子（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是。
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m²），其他条件与上述实验相同，该水稻（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是（答出两点即可）。
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有特性。

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