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所属章节:第4节 光合作用与能量转化
【简答题】如图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化,图乙曲线a表示某种植物在20℃、CO2浓度为0.03%的环境中随着光照强度的变化光合作用合成量的变化,在B点时改变条件,结果发生了如曲线b所示的变化。请分析回答下列问题:
(1)图甲中,在一昼夜中CO2浓度最高和最低的两个时间点即a时和b时,植物的光合作用强度____(填“大于、等于或小于”)呼吸作用强度。
(2)分析图乙中的B点,改变的某种条件可能是(列举一种情况即可)___________
____________________________________。
理由:__________________________________。
(3)图丁中在5℃时光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的____倍。
(4)图乙中A点与B点相比较,A点时叶绿体中NADPH的含量____(填“多”或“少”)。如果在图乙A、C点时温度分别降低10℃,则曲线有何变化?请在图丙中表示出来。
(5)植物较长时间在黑暗中生长,叶子很小,呈黄色或黄白色,即“黄化现象”。有人做了如下实验:将花菜幼苗在暗处放置了7~8天,使之黄化后,每天给予如下光照,比较其恢复正常形态的情况,结果如下:
光照强度 |
照光时间 |
结果 |
2 000 lx (弱光) |
0.5 h |
无论光照时间长短,都逐渐恢复正常形态。光照4 h和12 h后,形成很多叶绿素 |
2 h |
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4 h |
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12 h |
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4 000 lx (强光) |
1 min |
光照10 min和30 min时,恢复正常形态的程度与上述光照4 h和12 h差不多,但是不能形成叶绿素。延长光照时间后叶绿素逐渐合成 |
4 min |
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10 min |
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30 min |
【答案】:(1)等于 (2)温度适当升高 在一定的温度范围内,随着温度的升高光合作用增强(或CO2的浓度增加 在一定的CO2浓度范围内,随着CO2浓度的增加光合作用增强) (3)3 (4)少 如图所示
(5)①研究光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响(其他合理答案也可) ②无光条件下,叶绿素不能合成,但能合成类胡萝卜素(或无光条件下,叶绿素不能合成,但类胡萝卜素不分解) ③无关 由实验结果可知,在强光下,黄化形态可以恢复,但不能合成叶绿素,即此时植物并不能进行光合作用
【解析】:首先浏览题干信息及曲线图和表格的内容,确定本题主要考查CO2浓度、光照强度等条件对光合作用合成量的影响。(1)图甲中,a时刻CO2浓度最高,此时呼吸速率等于光合速率,其后,随光照增强,光合速率大于呼吸速率;b时刻CO2浓度最低,此时呼吸速率等于光合速率,随着时间推移光照减弱,呼吸速率大于光合速率,最后到夜间只进行呼吸作用。(2)图乙中,在B点时,改变某种条件会使植物的光合作用合成量(在光照强度不变的情况下)有所增加,说明B点改变的条件很可能是大棚内CO2浓度或温度的适当提高。(3)图丁中5℃时,光照下CO2的吸收量为1 mg•h-1,黑暗中CO2的释放量为0.5 mg•h-1,因此在5℃时,光合作用真正吸收的CO2为1.5 mg•h-1,所以此时光合作用制造有机物的量为呼吸消耗有机物量的3倍。(4)图乙中,A、B点表示在CO2浓度、温度等条件相同时,光照强度不同,光合作用合成量有所不同。A点光照强度低于B点,所以A点NADPH含量少于B点。在C点,光照强度不是限制光合作用合成量的主要因素,CO2浓度、温度的适当提高,都会增加光合作用合成量。若此时降低温度10℃,光合作用合成量则会有所减少。在A点,降低温度10℃,光合作用合成量比原温度时有所减少,但随着光照增强,光合作用合成量继续增加,最后达到平衡。(5)根据表格信息,实验变量为光照强度,观察指标为叶绿素合成及黄化植物恢复过程。光照是叶绿素合成的必要条件,结果显示:强光下,不合成叶绿素,黄化形态可以恢复,则从黄化恢复正常形态与植物的光合作用无关。