高中生物影响光合作用速率的环境因素试题

在初夏晴朗的白天，某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光和作用强度与呼吸作用强度之差），结果如下图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）：

（1）在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C₃与C₅化合物相对含量较低的是________（C₃和C₅）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，11时所取叶片显色较________（深或浅）。
（2）曲线b的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是___________（光照强度、环境温度、空气中CO₂含量）。曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的___________用于CO₂的还原；若在棚内利用豆料植物做绿肥，可明显增加土壤中____     _元素的含量，主要促进植株体内__________（答出2个）等生物大分子的合成。
（3）6~9时和16~18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内            较高。
（4）光反应过程中，ATP中的能量来源于H⁺的电化学势能。NH⁴⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差。若将NH⁴⁺注入蔬菜叶肉细胞的叶绿体基质，ATP合成的速率将会___________。

光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O₂/CO₂值异常情况下发生的一个生理过程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成（如图所示），是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中O₂被消耗，并且会生成CO₂。光呼吸损耗的能量大约抵消了30%光合作用储备能量，因此降低光呼吸曾一度被认为是提高光合作用效率的途径之一。但是后来研究者发现，光呼吸其实对细胞有着很重要的作用。

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了_______________为原料，但光合作用在____________反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生_____________。
（2）“Rubisco”是一种酶的名称，这种酶既能催化物质“C-C-C-C-C”和O₂反应，也能催化物质“C-C-C-C-C”和CO₂反应，推测O₂/CO₂值_____________（填“高”或“低”）时有利于光合作用而不利于光呼吸。
（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，_____________供应减少。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的_____________，而光呼吸产生的_____________又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

绿萝又名黄金葛，喜湿润环境，能有效吸收空气中甲醛、苯和三氯乙烯等有害气体，它的花语是“守望幸福”。图甲是绿萝细胞内的光合作用和细胞呼吸，图乙为不同条件下测定的绿萝叶片净光合速率变化，据图回答：

（1）图甲中催化过程①②的酶分别存在于                   ，叶绿体中物质Ⅰ是               。与酵母菌的无氧发酵相比，图中呼吸过程中特有的步骤是               （填数字）。
（2）图甲中光合作用和细胞呼吸过程中，生成的物质和消耗的物质可互为供给利用的除了糖外，还有                  。
（3）图乙中限制a～b段叶片净光合速率的主要环境因素是                ，图乙中c点时绿萝叶肉细胞产生ATP的场所是                         。
（4）图乙中净光合速率由c点急剧下降到d点的主要原因是               ，d点时叶片是否进行光合作用？为什么？                            。

下图示在不同光照条件下测定的某种植物光合速率（以O₂释放量为测定指标）变化情况。请分析回答：

（1）图中bc段限制该植物叶片光合速率的主要环境因素是                。若其它条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是                   。
（2）在图中cd对应时段，该植物体内有机物总量的变化情况是                      。经测定，晴天遮光条件下该植物的CO₂平均释放速率为0.8µmol/（m²·s），则a点时该植物O₂产生速率约为        µmol/（m²·s）。
（3）在实验过程中，给该植物浇灌H₂¹⁸O，发现其叶肉细胞中出现了（CH₂¹⁸O）。分析其最可能的转化途径是：H₂¹⁸O先参与                                                 。
（4）叶绿素分子中的Mg²⁺可被Cu²⁺置换，实验中用含Cu²⁺的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是                                 。
（5) 经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为10：31：119，经植物生长调节剂Ttgx-15处理细胞后，细胞内物质含量比值变为10：46：220。据此分析，Ttgx-15作用于该植物细胞的分子机制是                                             。

为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理，从顶部去除不同数量叶片， 每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率（代表单株产量），同时在一定面积的样方中测定群体光合速率（代表群体产量）。结果如图。（备注：穗位叶位于植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量。）

（1）叶绿素分布于组成叶绿体基粒的_________薄膜上，光反应阶段产生的ATP和[H]将直接参与暗反应阶段中_______过程，进而形成有机物。
（2）由图1可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着_______________而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为_______________。
（3）由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，________的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶_____________。
（4）综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率__________。
（5）为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长。实验时向包住穗位叶的透明袋中通入________，其他生长条件适宜，一段时间后检测______________。

(12分)为研究杨树对干旱的耐受性，进行了水分胁迫对其净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度影响的实验，结果见下图。   

(说明：水分胁迫指植物水分散失超过水分吸收，使植物组织含水量下降，正常代谢失调的现象)请回答：
(1)水分胁迫下，杨树幼苗根细胞通过______________失水，导致其光饱和点_______________(选填“升高”或“降低”)。 
(2)处理2.75小时时，重度胁迫条件下，该植物叶肉细胞产生ATP的场所有________________。
(3)在重度胁迫后期，气孔导度降低，胞间CO₂浓度升高，原因是______________结构破坏，提供给暗反应的________________减少，导致光合速率降低。   
(4)植物经历水分胁迫时，普遍认为脱落酸能作为一种干旱信号在植物体内传递信息，起到调节________的作用。   

生物兴趣小组利用如图装置（若干个）开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表：

容器	植物	部位	光质（光照强度 相同且适宜）	温度 （℃）	两侧水柱高 度差（mL/8h）
1	天竺葵	叶	红	25	240
2	天竺葵	叶	黄	25	30
3	紫罗兰	叶	红	25	160
4	紫罗兰	叶	黄	25	20

请根据以上图表判断下列说法不正确的是

A．上表探究性实验课题中的自变量是光质和植物的种类
B．研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是1和3
C．若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是上升，植物的净光合作用速率是30mL/h
D．为了更准确的测定，应对实验结果进行校正（排除非生物因素对实验结果的影响），如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来大

图中图一表示的是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO₂的吸收和释放曲线；图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。则图一中时间a、b、c、d依次发生了图二所示的哪项生理活动（   ）

A．（1）（2）（3）（4）	B．（3）（2）（4）（1）
C．（3）（4）（1）（2）	D．（4）（3）（2）（1）

下图所示为甘蔗的叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是 （ ）

A．过程①消耗CO2释放O2，过程③消耗O2释放CO2

B．过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体基质

C．过程①产生氢，过程②消耗氢，过程③ 产生[H]也消耗[H]

D．若过程②速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加

图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一个经消毒的新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示。图丙为植物叶肉细胞内部分生理过程模式图,A、B、C为相应生理过程进行的场所，①～⑥均为气体物质。植物叶片的呼吸速率不变。请据图回答下列问题：

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验时，当光照强度由0渐变为2．5 千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的       （左侧、右侧或相同）位置处。
（2）丙图内可表示二氧化碳的是_         （填序号）；二氧化碳被消耗的场所在__            _；A场所中发生的能量变化过程是__          __；进入C的⑦是指_______和       两种有机物。
（3）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应丙图中存在相关气体的箭头有（填序号）       。
（4）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为        毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）。
（5）假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的       反应阶段。
（6）与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值   （偏高/偏低/相同），原因是                。
（7）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是             。

图2中甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图判断，下列说法错误的是(注：不考虑无氧呼吸) (    )

A．甲图中的纵坐标数值即为乙图中的m3

B．在甲图中的a点时，乙图中不存在的过程是m3、m4、n3、n4

C．在甲图中c点时，乙图中不存在的过程是m2、m3、n2、n3

D．甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，其主要原因是m1值太低

为探究大气CO₂浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO₂浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

分组及实验处理	株高（cm）	叶绿素含量 ·   （mg g^- 1）	光合速率
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV照射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV照射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）光合作用中，CO₂在            中与RuBP结合，形成的三碳酸被还原成三碳糖。这样光能就转化为糖分子中的         。
（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于              ，加快了碳反应的速率；另一方面是由于          含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比大致相等，说明CO₂浓度倍增对光合作用的影响可以       UV辐射增强对光合作用的影响。
（3）由表可知，CO₂浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO₂参与了促进植物合成生长素的           表达有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中生长素的含量。若检测结论是            ，则支持假设。

如图为植物体内的一系列代谢的过程示意图，请据图分析回答下列问题。

（1）要获取叶绿体，先要破碎叶肉细胞，再用           法分离。在甲图的叶绿体中，ADP的转移方向是_____________；与乳酸菌的发酵相比，图中呼吸过程中特有的步骤是________（填数字）。
（2）在乙图中，若a图所示为阴生植物曲线，则阳生植物曲线与其相比，C点应________移（左、右）；由b图可知，30℃时植物能否显示生长现象？________。
（3）从b图可以看出，用玻璃大棚种植蔬菜，应选择温度为________左右，并且要选择________色的玻璃。
（4）在甲图中的Ⅱ和________（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ）属于同一种物质。在a图的B点时，植物体中，甲图中Ⅲ和Ⅵ的质量关系是Ⅲ________Ⅵ（＞、＝、＜）。

图1为某植物在适宜的光照、CO₂浓度环境中，在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。回答下列问题：（注：有机物指葡萄糖，单位：mol）

（1）光合作用和呼吸作用发生的场所分别是在______和_______。光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是________℃。
（2）若在20℃与37℃积累的有机物量相等，则20℃光合作用产生的有机物量_____（填“大于”、“等于”或“小于”）37℃；若30℃时因某种原因部分气孔突然关闭，则五碳化合物的含量___________。当环境温度高于60℃时，与光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况是______________
（3）从该植物的叶绿体中提取出色素并层析分离后得到4条色素带（如图2）。如果选取的是秋天发黄的叶片作为实验材料，则显著变化的色素带为___________。（填编号）
（4）在40℃时，该植物叶肉细胞光合作用产生的氧气用于该细胞的呼吸作用时需穿过_____层磷脂分子。

图示①～④的反应可发生在细胞生物膜上，下列相关叙述正确的是

A．①可发生于口腔上皮细胞

B．②可发生于浆细胞中

C．③可发生于线粒体内膜

D．④可发生于氨基酸脱水缩合过程