自然和密闭状态下植物“光合作用和呼吸作用”曲线分析

 自然和密闭状态下植物“光合作用和呼吸作用”曲线分析

 

1、密闭状态：1-1下图表示夏季晴天，某植物放在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2的浓度变化，假设一昼夜5时日出，19时日落，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度变化情况，绘制成如图的曲线，下列有关说法正确的是
A．BC段较AB段CO2增加减慢，是因低温使植物呼吸作用减弱
B．CO2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的吸收最多，光合作用最强

 

 

     解析：因为日间有光照，植物因为光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，这个过程强度超过植物因呼吸作用而释放二氧化碳的强度，因而白天二氧化碳浓度逐步降低。上午8点到10点日光强度比较高，因而光合作用较强，而且经过一夜，二氧化碳浓度水平较高，因而下降幅度比较剧烈；到了10点以后，虽然阳光持续增强，但玻璃罩内的二氧化碳浓度已经降到较低水平，因为限制了光合作用的进一步增强，因而下降幅度反而较平缓。夜间植物因呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，因而二氧化碳浓度逐步增高，24点前，因为人工光照的存在以及自然光逐步降低，光合作用尚在微弱进行，呼吸作用超过光合作用的幅度有限，因而二氧化碳浓度上升平缓，到凌晨，光照降低到最低，因而基本没有光合作用，而只有呼吸作用使得二氧化碳浓度得到迅速提高。H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，有机物合成的量最大。

 

2、密闭状态：1-2将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于室外进行培养(如甲图所示)，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO₂浓度影响均忽略不计。现用CO₂浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO₂浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：

 

 

⑴BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是_______________。

⑵D点时植物生理活动过程的特点是___________。

⑶EF段说明此时植物光合作用速度_______(填“较快”或“较慢”)，EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C₅的含量较____________；若此时的植物是大豆，那么将之换成甘蔗，则F点将_______（填“上移”或“下移”）。

⑷24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是________________。

 

    解析及答案：由“光合作用和有氧呼吸”的过程可知： ①当植物只进行光合作用或呼吸作用时（若不考滤其它因素），则CO₂将分别会匀速减少或增加；②当光合作用大于呼吸作用时，甲装置中的CO₂会降低，反之CO₂会升高。这些变化结果都可通过CO₂浓度测定仪测出。故解题时首先必须明确这个道理，其次还必须读懂图乙曲线的变化走势与时间点的对应关系。

⑴ BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其对应的时间段为夜间2～4点左右，此时植物只进行呼吸作用，故其原因只能是夜间温度较低影响了呼吸酶的活性，从而影响了呼吸作用的进行。

⑵过了D点后曲线开始下降，故D点时植物生理活动过程的特点是光合作用与呼吸作用速率相等。

⑶曲线EF段下降加幅度比DE缓，说明此时植物光合作用速度较慢，其原因是中午植物出现了“午休”现象，由此可推断出叶肉细胞中C₅的含量较DE段会增多。若此时的植物换成甘蔗，则因为甘蔗为C4植物，其能够利用较低浓度的CO₂进行光合作用，故F点将下移。

⑷24点与0点对应的CO₂量分别为A、H点，其中24点时的CO₂量低于0点的，故此时有机物的量要比0点时增加。

 

3、自然状态：2-1某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了下图（1）所示的装置。实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如下图（2）所示曲线。

 

图（1）                          图（2）

 

 

试回答下列问题：

⑴从图⑵中可知一天中光合作用开始于      点，结束于      点，一天中干重最多的时间点大约在      点。

⑵图二曲线表明6～8h时，小室内氧气减少量逐渐减小，其可能的主要原因是                                                        。

⑶曲线中表明中午12h左右光照最强，光合作用释放的氧气量反而降低（呈“午休”现象），产生这一现象的主要原因为：                                                           。如果以甘蔗幼苗代替大豆幼苗，“午休”现象将                   。

⑷如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则曲线中a点将如何变化？          。

⑸下列曲线中能正确反映本实验研究中某些生态因素的变化情况有（BCD   ）

 

【答案：（1）6  18   16.5；（2）植物开始进行微弱的光合作用，且光合作用逐渐增强，但此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度；（3）植物由于蒸腾作用增强，气孔关闭，叶肉细胞中CO₂供应减少，光合作用减弱；减弱或消失（4）向右移动  ⑸BCD】

 

4、自然状态：2-2下图为某植株在夏季晴天一昼夜内CO₂吸收量的变化情况，以下判断正确的是   

①该植株进行光合作用的时间区段是bg

②植株在a和h时刻只进行细胞呼吸，不进行光合作用

③影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度

④ce段与fg段光合速率下降的原因相同

⑤若c、f时刻的光合速率相等，则植株呼吸速率为c时刻大于f时刻

⑥该植株处于生长时期

⑦ce段下降是由于气孔关闭造成

A．①⑤⑥         B．②④⑦        C．①②④       D．②⑥⑦  

 

   答案：D