高中生物影响光合作用速率的环境因素试题

Ⅰ、下图表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各种物质，A、B代表两种细胞器。图2表示该植物叶片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B是________。卡尔文用同位素标记法追踪碳元素在光合作用过程中的运行：在供给植物CO₂后的60 s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并以层析法分析细胞代谢产物，通过研究发现7 s后的代谢产物中有多达12种产物含有放射性，而5 s内的代谢产物大多集中在一种物质上，该物质最可能是________(填图中序号)。
（2）若该绿色植物长时间处于黑暗状态时，则图中①→②→①的循环      (能/不能)进行，原因是                                                                 。
（3）当光照强度处于图2中的D点时，图1中⑥的去向有                        。
（4）图2中0～D间此幼苗细胞呼吸消耗的有机物量为            ；光合作用有机物的净积累量为                 。(用S₁、S₂、S₃表示)
Ⅱ、光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。常采用“半叶法”测定植物光合作用强度，其基本过程是：如图将植物对称叶片的一部分（A）剪下置于暗处，另一部分（B）则留在植株上进行光合作用。一定时间后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片分别烘干称重，然后再计算出该植物光合作用的强度(单位：mg/dm²•h)。
实验步骤：

（1）在田间选定有代表性的植物叶片若干片并编号。
（2）叶子基部处理：为了确保选定叶片的       无法外运，也不能运入，但又不影响
的供应，必须采用环割等方法处理叶柄的输导组织。
（3）剪取样品：按编号分别剪下对称叶片的A部分（不剪下主叶脉），置于湿润黑暗处。5h后再依次剪下B部分，同样按编号置于湿润光照环境中。（两次剪叶的速度应尽量保持一致。在实验过程中，还应尽可能使光下和暗处的温度保持一致。）
（4）称重比较：将各同号叶片A、B两部分按对应部位叠在一起，切下两个等大的方形叶块（如图中虚线部分），分别烘干至恒重，称重（分别记为W_A、W_B）记录。
请设计一个表格用于记录实验数据和分析结果：（假设实验选定的叶片为4片）
（5）△ W＝W_B－W_A，则△W表示的生物学意义：                         。

玉米是我国重要的粮食作物，玉米幼苗易发生黄叶病，表现为叶片发黄，无光泽。科研人员对黄叶病玉米的光合作用进行了研究。下图中的甲图表示光照强度对普通型玉米（A）、黄叶病玉米（B）光合作用的影响；乙图表示栽种普通型玉米的大棚一天内CO₂浓度的变化情况。据图回答下列问题：

（1）根据图甲可知黄叶病玉米光合作用力较弱，光照强度为y时，黄叶病玉米叶绿体内C₃的含量_____（填“大于”、“等于”或“小于”）普通型玉米；此种光强下每天光照时间必须大于____h，黄叶病玉米才能生长。
（2）乙图b点后曲线下降的主要原因是光合作用过程中____阶段先增强所致，c点时大棚中玉米的光合作用速率______（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用速率。
（3）如果大棚内作物由普通型玉米改为黄叶病玉米，乙图中b点将向____方移动，e点向____方移动。
（4）为了了解黄叶病的发病原因，可利用有机溶剂提取出的叶绿体色素，并用____法鉴定黄叶病幼苗叶绿体色素的缺陷，结果发现滤纸条上的第三、四条色素带明显变窄，说明___，黄叶病玉米对____-光的吸收能力减弱。
（5）玉米黄叶病在幼苗期发生，具有明显的地域特征，随着幼苗的生长黄叶现象也会逐渐消失，且无病虫害现象，由此可推测黄叶病可能是因_____的缺陷而引起的。

研究者选取南瓜幼苗进行了无土栽培实验，右图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答相关问题。

（1）A点时叶肉细胞中O₂的移动方向是                 ，有氧呼吸过程中，葡萄糖中氧的转移途径是           。
（2）据图分析，光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度       ，温室栽培该植物，为获得最大经济效益， 应控制的最低温度为        。
（3）限制AB段CO₂吸收速率的主要因素是                 ， 图中    点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。
（4）研究者分别用12%的氧气和22%的氧气对两组幼苗的根系进行持续供氧。一段时间后，测得用12%的氧气处理的植株的干重显著低于另一组，原因是根部供氧速率下降，产生的能量少，影响根部细胞主动运输吸收的Mg²⁺等矿质元素，缺Mg²⁺直接影响幼苗           ，从而导致植物体光合作用速率下降。

为探究棉花光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室（如图A所示）。将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内棉花氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线。

（1）影响小室内棉花光合作用速率变化的主要环境因素是     ；图B中d与e相比，e点时刻C₃的含量相对较     ；与b相比，a点形成的原因可能是     。
（2）c点时刻的液滴位于起始位置的     侧，装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的     （填字母）点。
（3）已知：净光合作用速率＝实际光合作用速率－呼吸作用速率。如果要测定该棉花实际光合作用的速率，还应设置一个对照实验。该对照实验应如何设计?     。若在单位时间内，A组实验的读数为右移M，对照实验的读数为左移N，则棉花实际光合作用速率为　　　。（不考虑正负）
（4）以烟草的一抗病基因为目的基因，培育抗病棉花新品种。该育种方法的原理是     。需要使用的工具酶有     。
（5）据图Ｂ，为提高温室大棚的产量，可采取的可行的措施是　　　。

绣线菊是一种常见的园林栽培灌木，花色绚丽，品种繁多。为研究金山绣线菊和金焰绣线菊对弱光照的耐受能力，研究者完成实验得到如下结果。

（1）研究者利用遮荫网控制不同组别的透光程度，对照组应采取的处理是     。各处理条件下，图中所示有机物积累量最多的时刻是      。
（2）处理条件为              时，两种绣线菊光合速率在全天只出现一次高峰，此条件主要影响光合作用发生在        部位的光反应阶段。
（3）恢复处理是指撤掉遮荫网，常规条件培养15天后测定的指标。从上图两种绣线菊恢复处理的曲线可知，对弱光耐受能力更强的是       绣线菊，理由是        。
（4）本实验每种处理条件几乎都在12:00左右出现“低谷”，此时细胞间隙中的     不足，直接产物C3下降。

马铃薯（如下图）具有很高的营养价值和药用价值。一般新鲜薯中所含成分：淀粉9〜20%，蛋白质1.5〜2.3%，脂肪0.1〜1.1%,粗纤维0.6〜0.8%。据此回答下列问题：

（1）利用一片新鲜马铃薯块茎完成下列实验，写出实验现象：
①滴加碘液:______   ②滴加过氧化氢溶液：______;③用煮熟的块茎重复上述实验，现象相同的是______ (填编号）。
（2）观察发现块茎暴露在土壤表面的部分（图中A处）为绿色，在土壤中的是淡黄色。 请就该现象提出一个探究性的课题：
_                                                  _____        __
（3）下图为在恒温、密闭的透明玻璃箱中模拟大棚栽种马铃薯的相关实验数据，其中甲图为一天中光照强度变化的曲线，乙图为CO₂浓度为300µL.L^-1时光照强度对光合作用 影响的曲线。据图回答下列问题_：

①14点与10点相比，叶绿体合成有机物速率较快的是______点，原因是______
②若通过缓冲液维持密闭容器中C0₂浓度恒定为300µL.L^-1，9点C₅的合成速率______(填 “小于”、“等于”或“大于”）10点C₅的合成速率，        点开始积累有机物，12〜14 点限制光合作用速率的主要因素是__________。
③若向密闭容器中加入¹⁸O标记的O₂，请问在马铃薯块茎的淀粉中能否检测到放射性的存在？_____。若能，请写出¹⁸O的物质转移途径；若不能，请说明理由。___           __

对农作物光合作用和细胞呼吸的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答下列问题：

(1)由图甲可推知，与P点相比，Q点限制单株光合作用强度最主要的外界因素是________________，由甲实验得到的指导措施是在栽培农作物时要注意________。
(2)种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图乙所示。B点时光合作用______(大于，等于，小于)细胞呼吸，CE段， ATP的合成具体部位是________________。一昼夜内植株是否显示生长？________。理由是______________。由图乙给我们的指导是在密闭大棚内种植作物时要注意_________。
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如图丙)，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b(单位：g)，则b－a所表示的是______________。
(4)装置丁(如图)可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量应该是____________________，自变量为____________。

图1表示玉米光合作用利用CO₂合成(CH₂O)的过程，玉米叶肉细胞通过“CO₂泵”内的一些化学反应，将空气中的CO₂泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证(CH₂O)的合成顺利进行；图2表示在适宜温度下光照强度对玉米光合速率的影响。回答下列问题：

(1)图1中过程①是_______，过程②的进行还需要_______等物质参与。
(2)如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量_______。
(3)图2中当光照强度从20klx增加到25klx，玉米CO₂吸收速率没有发生变化，这主要受到图1中过程_______ (填序号)的限制；当光照强度为15klx时，玉米每小时能固定_______mL的CO₂。
(4)研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的CO₂减少，而此时玉米光合作用速率基本不受影响，其原因是玉米______________。
(5)图3表示某另一类型的健壮植株在密闭玻璃罩内培养，并置于室外，用CO₂测定仪测定的玻璃罩内CO₂浓度在某一天的变化情况，若D点和E点所对应时刻的温度相同，则D点时的光照强度_______ (>、=、<)E点时的光照强度。

下面是实验小组在夏季利用某植物进行的有关生理活动实验探究，分析回答：

(1)实验小组在该植物种子吸水萌发过程中，测得的吸收速率、释放速率的变化如图l所示。b点以后，种子细胞的呼吸方式为___________；a点以前，曲线②低于①的原因是________________。
(2)实验小组利用幼苗在不同遮光条件下对叶绿素含量、叶片生长状况进行了检测。实验分三组：A组不遮光、B组遮光50％、C组遮光75％，测定的叶绿素含量及叶片生长的相关数值如图2所示。与A、C组相比，B组的叶绿素________(填‘‘a”或‘‘b”)增长更快，它对光合作用的增强影响更大的原因是____________________。与B组相比，A组光照条件更好，光合作用应该更强，但测定的结果是B组的叶片生长更好，除了上述原因外，还可能是因为 ___________。
(3)研究发现，该植物具有特殊的固定方式：夜间气孔开放，吸收转化成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸分解释放参与光合作用，如图3所示。

①白天，该植物进行光合作用所需的来源于____________________和苹果酸的分解；如果突然降低环境中的，短时间内三碳化合物的含量变化为__________________。夜晚，该植物不能合成，原因是缺少暗反应所需的____________________。
②根据气孔开、闭的特点，推测该植物生活在_____________________的环境中，从进化角度看，这是_________________的结果。

一科学家对某海岛的A.B两处海湾的水质进行了研究，比较了两处的海水中的悬浮物，结果如表：

（1）根据表中的数据，你认为＿＿（填“A”或“B”）处海底的动物较多，原因是该处到达水底的光量多，因此有较多的＿＿＿，为海底动物提供了较充足的＿＿＿＿＿‑
（2）当赤潮在A海湾出现时，该科学家记录了在赤潮处海水的溶氧浓度，并与B海湾的正常海水的数值作比较，结果如下图。

①上午6时至下午15时，A海湾溶氧浓度＿＿＿，原因是白天光线充足，＿＿＿＿＿＿，氧从藻类释放出并溶入水中。
②赤潮发生时，在夜间和清晨鱼类容易死亡的原因是＿＿＿＿
③在赤潮的消亡阶段，鱼更容易死亡，甚至白天也会出现死鱼现象，原因是藻类死亡产生大量遗骸，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④为什么赤潮中的藻类，其生长不受悬浮物影响？＿＿＿＿＿＿＿

小麦旗叶是小麦一生中抽出的最后一片叶，研究表明旗叶的生长发育能显著影响小麦的产量。科学工作者对小麦旗叶的发育过程进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如下表所示。因1表示小麦细胞在符定环境条件下的生理状态。

（1）总叶绿素含量通过影响   而影响光合作用的光反应过程，气孔相对开放度则通过影响    而影响光合作用的暗反应过程。
（2）图1中叶肉细胞的生理状态是，与图 l所示生理状态相同的最可能是表中  （填发育时期）的叶肉细胞。
（3）进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，最好选择表中       （填发育时期）的旗叶为材料来进行，该时期叶肉细胞的叶绿体中数量明显增多的结构是    。研磨时加入少量 CaCO3的作用是    。
（4）研究人员认为，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请补充完成以下科研实验设计思路，验证研究人员的认识。

2

①在小麦的灌浆期，将旗叶和其他叶片分别包在密闭的透明袋中，分别通人充足的14CO₂和   并始终保持25℃及给与合适的光照等条件。

②将小麦培养至籽粒成熟时期收获籽粒。
③检测小麦籽粒胚乳中    的含量并计算比例。如果  ，则证明科研人的认识是正确的。

为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系，实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气条件下蜜柑叶片的净光合速率(A图)和胞间C0₂浓度(B图)的变化情况。请据图回答下列问题：

(1)与蜜柑叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞结构是    。
(2)影响蜜柑叶片胞间C0₂浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片气孔的    有关，另一方面也与    有关。
(3)在4月晴天的ll：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合作用速率下降的直接原因是    ，进而导致光合作用的    (填反应阶段和生理过程的名称)受阻，从而影响光合作用速率。
(4)在6月晴天的ll：00～13：00时，蜜柑叶片的胞间C0₂浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，最可能的原因是    。进一步研究发现，此时叶绿体中的ATP的相对含量显著降低，一方面可能是    影响有关酶的活性，另一方面可能是高温、强光导致叶肉细胞叶绿体中的      (填结构名称)受损，进而影响了净光合作用速率。此时，采用向叶片喷雾的方法，则可有效提高蜜柑的净光合作用速率。

下图表示某植物叶肉细胞内发生的生理过程，其中A至H代表物质，据图回答：

(1)图中D是________，________(字母代号)直接为细胞生命活动提供能量。用________________法，可以研究物质B的去向。
(2)场所Ⅱ是________________。多种化学反应能够互不干扰地在场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内进行，是由于________(结构)的分隔作用。
(3)选用A、B两种植物进行光合作用的探究实验，实验结果如下表。请分析回答：
A、B植物在不同条件下单位时间内O₂的释放量(mL)

CO2浓度		灯泡的功率(单位：W)
		20	50	75	100	200	300
0.1%	A植物	3.4	16.0	28.2	40.5	56.5	56.5
	B植物	2.6	9.1	19.2	55.7	75.6	102.6
0.03%	A植物	2.3	11.2	19.8	27.6	27.5	27.6
	B植物	1.8	8.4	18.9	54.2	75.2	101.8

①在阳光不充足的地区，大棚种植A、B两种植物时，光照将最可能成为限制________植物正常生长的主要因素。
②分析上表数据可以看出，处于灯泡功率为200 W、CO₂浓度为0.03%条件下的A植物，采取________________措施能显著提高光合作用强度。
③A植物在CO₂浓度为0.1%时，若将灯泡功率由300 W再逐渐增大至400 W，请预测O₂释放量的变化趋势是__________________________________________________________________________。

微囊藻在太湖夏季水华的藻类中占据绝对优势的地位，即使经历了寒冷的冬天等逆境，微囊藻依然能在夏季引发水华。研究人员认为微囊藻可能对低温有一定的适应性，为此进行了如下研究，请根据相关实验回答问题：
实验一：从太湖梅梁湾口采集了0~15cm的上层底泥，分离出微囊藻。分别在灭菌的太湖水、MA培养液（富含N、P、K、Mg等多种矿质离子和有机质）中进行培养，微囊藻的起始密度调整至40（10⁶个mL^-1）。在3~4℃、无光的条件下培养7个月，每隔一段时间对藻细胞密度进行检测。最终结果如图1所示。
实验二：将实验（一）MA实验组中经过低温处理的种群密度为11（10⁶个mL^-1）的微囊藻与等量没有经过低温处理的同种微囊藻置于灭菌的太湖水、23℃、有光条件下培养，结果如图2所示。

（1）实验一中“3~4℃、无光的条件”模拟的是________________________________。
（2）由图1 可知，在低温、无光处理过程中，微囊藻细胞在___________中的存活率相对较高。若将培养温度改为23℃，其他培养条件不变，预期活藻细胞密度会___________（填“升高”或“降低”），原因是________________________。
（3）低温处理____________（填“能”或“不能”）成为太湖微囊藻生长的限制因子。
（4）若用MA培养液代替实验二中的灭菌太湖水，该处理模拟了太湖水体__________现象。若其他条件不变，请在图2中画出低温组微囊藻数量变化曲线。

如图表示黄豆种子在适宜萌发的条件下，鲜重的变化情况及对应阶段萌发种子形态变化图，（图甲）和成长的幼苗植物体内的生理过程图（图乙），图丙曲线Ⅰ表示黄豆植物光合作用速率与光合作用的强度关系（适宜温度、CO₂浓度为0.03％），在y点改变某条件，曲线变为Ⅱ）。请根据图回答下列问题

（1）图甲中，在种子萌发阶段的第Ⅱ、Ⅲ阶段种子干重比第Ⅰ阶段干重比明显         
（2）图甲中，在第Ⅱ阶段，种子呼吸产生的CO₂大大超过O₂的消耗。此时种子呼吸方式以图乙中的         
阶段（填数字）为主。
（3）图乙中仅能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程是        过程，图乙中的Ⅱ过程发生的场所是       
（4）图丙在y点是，曲线由Ⅰ变为Ⅱ的可能原因是，                   ，制约z点的光合作用内部主要因素是                             。