高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

秋冬季温室番茄已进入结果后期,由于外界气温逐渐降低,每天日照时数逐渐缩短,田间管理的好坏将直接影响到番茄的品质和产量。菜农主要从温度、光照、CO₂浓度等三个方面进行田间管理,为了保证管理的科学性,农科院的专家做了相关实验,绘出如下图形。图乙中①~⑦表示物质,A、B、C代表生理过程的场所,请结合所给材料,回答有关问题:

（1）由图甲可知,温室白天的温度最好调控在20 ℃~30 ℃,理由是            ,夜间低温可以降低呼吸消耗,这样有利于番茄增产,但是最低气温一般不低于10 ℃,理由是            。
（2）进入11月份,多数菜农通过在温室后墙悬挂反光膜以尽量增加     ,若光照适宜,温度对应图甲的20 ℃,则图乙中应该去掉箭头     ,⑦代表     (填物质名称)。
（3）图丙表示温室内CO₂浓度随白天时间的变化示意图,则开始进行光合作用的时间是     ,光合作用强度与呼吸作用强度相等时对应曲线的点是     ,曲线DE段CO₂浓度下降较慢是因为                 ,从全天来看,温室中的番茄有机物累积量   (填“是”或“否”)大于零,理由是                 。

.实验者利用某植物进行了相关实验，结果如图。请回答

（1）图1中用高浓度NaCl处理，植物细胞液浓度低于外界溶液浓度，植物通过
作用失水，引起气孔开放度下降，导致                  ，影响暗反应，光合速率下降。
（2）图2中在用NaCl溶液处理前后，丙组光合速率基本不变，主要是由于
限制了光合作用。在处理后一段时间，甲、乙两组的光合速率基本相同，是由于         限制了光合作用。在处理后，甲组的光饱和点将      （填 “增大”、“不变”或‘变小”）。
（3）据实验结果分析，在        （填“强”或“弱”）光照下，植物对NaCl的耐受性更强。
（4）如下图甲、乙表示某植物在相关条件下净光合速率的变化情况 。请分析回答下列问题：

在图甲b点条件下，升高温度，净光合速率的变化情况是                        ；图乙C点条件下，增加光照强度，净光合速率的变化情况是                   。

细叶按为原产于澳大利亚的喜光耐旱高大乔木，蛤蒌是我国南方地区生长在树林中半阴处的常见植物。图甲为这两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，请据图回答：
（1）图甲中表示细叶按的曲线是＿＿＿＿。
（2）当光照强度为a时，B植物有机物的积累速率＿＿＿（“大于零“、“小于零“、“等于零“）；光照强度在c点之后，限制B植物P/R值增大的主要外界因素是＿＿＿＿＿＿。
（3）若其他条件不变，光照强度突然从d变为b，则短时间内．A植物叶肉细胞中的C3将＿＿＿。
（4）科研人员设想，在细叶按人工林下种植经济作物，这样既能充分利用土壤和光照等资源，也能提高细叶按人工林群落的＿＿＿。据此，研究了细叶按凋落叶对蛤蒌幼苗的影响，部分研究结果见图乙，请据图回答：
①在凋落叶量为30（g/kg土壤）时，主要影响了蛤蒌幼苗光合作用过程中的＿＿＿速率，判断的依据是＿＿＿＿＿＿；在凋落叶含量为90（g/kg土壤）时，C3生成速率下降，说明蛤蒌幼苗对＿＿＿的利用下降。
②研究表明，细叶按的凋落物对当地多种植物的影响与对蛤蒌幼苗的影响相同。因此，若在该地区大面积种植细叶按，会降低当地生态系统的＿＿＿＿＿＿。

图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物真正 光合作用速率和呼吸作用速率的影响。其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜
条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。请据图回答：
 
（1）由图甲可知，与________作用有关的酶对高温更为敏感。温度会影响光合作用的________阶段。
（2）分离叶绿体中色素的方法是：________________________。
（3）乙图中用________表示植物的净光合作用速率。
（4）当环境温度为40℃时，该植物的有机物净积累量为_______mg/h。理论上预计，在温度为______条件下，植物生长状况达到最佳，已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线，理论上分析，如果温度改变为45℃，图中b点将向________移。
（5）乙图曲线中，当光照强度为0时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有________________。

下图甲、乙、丙、丁四个图中，其中图甲中所用的灯泡功率不同，图乙表示细胞气体交换情况；图丙表示光照强度与光合速率的关系；图丁表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内0₂吸收和释放速率的变化示意图（单位：mg/h），A、B点对应时刻分别为6时和19时。请回答下列问题：

（1）请给图甲确定一个实验目的                                     。
（2）若绿色植物的一个细胞处于图乙中状态，是否说明该植物体一定是光合作用强度大于细胞呼吸强度?       。
（3）图丙中影响A点上下移动的主要外界因素是           。若将图丙中绿色植物从B点条件突然转移至A点条件下，短时间内C₃含量将           。若提高温度，曲线的变化是             (上移；下移；不动；信息不足，无法确定)。
（4）丁图中24小时内不进行光合作用的时段是                  ；阴影部分表示的含义是                                 。
（5）在生产实践中，常采用施用农家肥的方法增加CO₂的浓度，其原理是        。

I.下图是绿色植物光合作用过程图解，请据图回答。

（1）由图可知，光合作用过程中利用光能的过程是________阶段。吸收光能的色素分布在         上。在提取色素的实验中，为了保护色素分子而加入的化学试剂是___________。
（2）Ⅱ过程中需要Ⅰ过程提供的物质是           和            。
（3）在农业生产中，增施农家肥可提高光能利用率，是因为增多了______ __。
II．如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答：

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物________。
（2）图甲中的“a”点表示____________________________。
（3）如右图所示中与c点相符合的是________图。

（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________。(填“高”、“低”或“基本一致”)

下图一为某植物在不同O₂浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的CO₂释放体积量变化曲线，图二为不同光照强度条件下，光合作用CO₂体积变化量曲线。假定在图一图二情况下，呼吸速率相同，呼吸底物全部为葡萄糖；图一中氧气的吸收量用a表示数值，有氧与无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用b表示数值。请据图回答下列问题：

（1）图一中，当O₂浓度为                 范围时，a=b。O₂浓度为A时，有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO₂量的比值是           ，a与b的关系式是            。O₂浓度为B时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比是              。
（2）图二为氧浓度为A点时测量的光合作用随光照强度变化的速率曲线。则光照强度为F时，光合作用吸收的CO₂量可表示为             （仅用数字和字母表示）。
（3）当植物从光照强度F点突然降至0，则光合作用过程中五碳化合物含量的变化是       。

如图中甲图表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。图中实线“—”表示光合作用速率，虚线“…”表示呼吸作用速率。请据图回答：

（1）分析图甲可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与     有关的酶对高温更为敏感。
（2）该植物生长的最适宜温度约是  ；若温度保持20℃，每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能否正常生长？      。在白天温度为10℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有    。
（3）根据甲图，在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线（先描出5℃、10℃…60℃的点再作曲线）

低温是限制植物生长和分布的主要因素，其对植物造成的影响是复杂且多方面的。植物的光合作用对低温胁迫最为敏感，低温影响下的光合作用机制一直是国内外的研究热点。现以西瓜幼苗为材料分别用昼/夜中度低温胁迫（15℃/ 10℃）和重度低温胁迫（10℃/5℃）处理，以25℃/15℃对照处理，其余条件适宜且相同，并分别在处0、3、6、9d测定各项参数等指标如下图所示。请据图分析，回答以下问题：

（1)随着实验的进行，中度低温胁迫下西瓜幼苗净光合速率   ，主要原因是     。
（2）胞间CO₂浓度的变化在重度低温胁迫下表现为           ，原因是                ；由此说明重度低温胁迫下，气孔导度   （填“是”或“不是”）影响光合速率的主要因素，重度低温可能通过        影响光合作用。
（3）上述实验说明：低温会使         降低，从而使绿色植物的生长与繁殖受阻，所以温度是强烈影响植物种群数量的外源性调节因素。

下图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度实验示意图，图乙表示其细胞气体交换情况，图丙表示光照强度与光合速率的关系，图丁表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内0₂吸收和释放速率的变化示意图（单位：mg/h）。A、B点对应时刻分别为6点和19点。
      
甲         乙                  丙                    丁
（1）图乙中光反应的具体部位字母及名称是[  ]     ，其反应中的能量变化是                     。
（2）叶肉细胞处于图乙状态时，对应图丙中的区段是        。
（3）图丙中限制A～C段光合速率的主要因素是                     。若提高温度，曲线的变化是         。（上移；下移；不动；无法确定）
（4）丁图中测得该植物一昼夜的O₂净释放量为240mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的有机物（以葡萄糖量来计算）总量是   mg。
（5）丁图中，若适当增加植物生长环境中CO₂浓度，B点将向     （左/右）移动。在生产实践中，常采用施用农家肥的方法增加CO₂的浓度，其原理是            。

植物鹅掌花喜温暖湿润的半阴环境，忌强光照射。下图表示夏季时鹅掌花在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请分析并回答：

（1）图示中遮光30%处理的鹅掌花开始光合作用的时间__________(填“早于”“等于”或“晚于”)6:30，且在M点时相应的光合作用强度__________（填“＜”“＝”或“＞”）呼吸作用强度。
（2）不遮光处理和遮光30%处理，对鹅掌花生长更有利的是_______________，据图像分析原因是:_____________________________________________________。
（3）要探究最适于鹅掌花光合的遮光程度，需设计一系列以___________为自变量的装置；为了摸索实验合理的自变量取值范围，先要进行__________。
（4）下图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），已知在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，与阳生植物相比，推测鹅掌花叶绿体中__________色素含量较高。

回答下列有关植物代谢的问题。
如图表示黄瓜细胞代谢的过程，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示黄瓜细胞内的不同部位(结构)，字母A—I表示生理反应中的物质。研究人员测定了在一定浓度的CO₂和适当的温度条件下，黄瓜品种A和B在不同光强下的光合速率，结果如表1。（横线上填文字，[     ]内填字母）

	光合速率与呼吸速率相等时光强（klx）	光饱和时的光强（klx）	光饱和时CO2吸收量 （mg/100cm^2叶·小时）	黑暗条件下CO2释放量 （mg/100cm^2叶·小时）
品种A	1	3	11	5.5
品种B	3	9	30	15

（1）图中“Ⅲ”表示       ；C表示            ；H表示         ；I 表示            。
（2）盐胁迫是指植物在高盐环境中出现生长受影响的现象。若黄瓜植株受盐胁迫，据图分析，则将会直接影响[      ]的吸收，进而影响到光合作用的光反应阶段。另一方面，盐胁迫还会影响光合作用的暗反应阶段，原因是                                。
（3）据表1计算，当光强为3klx时，A与B固定的CO₂量的差值为      mg/100cm²叶·小时。
（4）表2为某人利用溶解氧传感器所测的CO₂浓度对水生蜈蚣草光合作用影响的数据，其中冷开水是自来水煮沸降至18^oC的水。在光强度为26513Lux、18^oC时,光照0.5h,冷开水中溶解氧的消耗量表示        。在光强度为26513Lux、18^oC和0.125%NaHCO₃时， 0.5h内水生蜈蚣草的总光合量为        /mg·L^-1（用O₂产生量表示）。实验发现增加NaHCO₃浓度该草光合速率不再增加，如要提高其光合速率，则可采取的措施是                         。

表2

科研人员剪取A、B两种植物的叶片各10cm²，分别放置在两个容积为1L的密闭玻璃小室中，在6千勒克斯的光强度下，测得小室中1小时内CO₂的浓度变化如下图甲所示；用多组同样的装置在不同光强度下重复实验，每组均在第60min时测定小室中CO₂的浓度，通过计算得到两种植物叶片不同光强度下1小时CO₂的吸收量，结果如下图乙所示（不考虑温度对呼吸速率的影响）。请据图分析回答：

（1）叶绿体是光合作用的场所，它通过众多的        来扩展受光面积，内部的巨大膜表面上分布着吸收光能的      和进行光合作用所必需的        。
（2）图甲显示，A、B两种植物所处的密闭小室中CO₂浓度变化趋势均是逐渐降低，其原因是     。第60min以后，两个密闭小室中CO₂浓度不再发生变化，原因是       。
（3）图乙中表示A植物的曲线是         ；图乙所示的实验条件下，能使一种植物积累有机物，另一种植物消耗有机物的光照强度范围约在       千勒克斯之间。
（4）图甲中叶片B每10min光反应产生[H]的速率     于第50min时；第60min时叶片B固定CO₂的速率         于叶片A.。

请分析回答下列有关植物生理问题：  
Ⅰ、某兴趣小组实验测定A植物、B植物和C植物在不同光照条件下的光合作用强度，结果如下表。

植物品种	光补偿点 （千勒克斯）	光饱和时光照强度（千勒克斯）	光饱和时植物光合作用CO2的消耗量（mgCO2/100cm^2﹒h）	黑暗条件下植物呼吸作用CO2的释放量（mgCO2/100cm^2﹒h）
A	3	4	30	15
B	1	3	11	5.5
C	3	11	35	20

（1）如果本实验中定义“植物的光合速率 = 该植物在一定的条件下每100 cm²的叶面积上每小时吸收CO₂的量”；则光照强度为3千勒克斯时，A、B植物的光合速率分别为            mgCO₂/100cm²﹒h；对于C 植物，如果在光照强度为11千勒克斯时，白天正常光照10小时，其余时间黑暗。则C植物能否正常生长？并说明理由：                            。
（2）当光照强度达到11千勒克斯时，对于C植物如要进一步提高植物光合作用强度，可采取的措施有                                。
（3）同样控制光照强度为4千勒克司10小时，其余时间黑暗。则一天中A植物积累的葡萄糖比B植物         （mg/100cm²叶·天。（以“+”表示增加，“—”表示减少，保留2位小数）
Ⅱ、CAM植物的光合作用过程不同于C₃植物和C₄植物，其吸收的CO₂首先会借助PEP羧化酶形成草酰乙酸，然后在苹果酸脱氢酶（NADPH）作用下还原成苹果酸进入液泡暂时储存；在适宜的条件下，苹果酸从液泡中转运出来脱羧，释放的CO₂被五碳化合物吸收从而进入卡尔文循环。图（一）表示CAM植物的光合作用过程示意图，图（二）表示典型CAM植物一天中CO₂固定速率、气孔导度、苹果酸和聚糖（如淀粉）的含量变化以及代谢过程。

（4）据图（一）可知，[A]表示的细胞结构是     ；生理过程[④]发生的细胞场所是            。
（5）图（一）中C₃途径所表示的生理过程是                           。
（6）根据图（二）可知，CAM 植物吸收CO₂的时间主要是            。 (白天/晚上)
（7）CAM植物体内淀粉的合成途径是                                  。
（8）CAM植物这种特殊的光合作用过程的意义是                                   。

某学生兴趣小组为“探究环境因素对光合作用强度的影响”，设计实验如下：
步骤一 取烧杯若干，平均分为五组，分别编号为组1至组5；
步骤二 将各组烧杯按照下表的实验设计进行设置；
步骤三 制备生长旺盛的小圆叶片若干，抽出叶片的气体，使之能沉入水底；
步骤四 将上述小圆叶片等量置于各烧杯中进行实验。
实验结果如下表所示：

组别	实验调节	30分钟内上浮叶圆片平均数（片）
温度	光照强度	NaHCO3
组1	10℃	40W白炽灯	1%	3
组2	10℃	100W白炽灯	1%	5
组3	？℃	100W白炽灯	1%	8
组4	25℃	100W白炽灯	4%	10
组5	15℃	60W白炽灯	0	0

根据上述实验回答下列问题：
（1）为探究CO₂浓度对光合作用的影响，组3的温度应该控制在         。
（2）以“单位时间内叶圆片上浮的平均数”作为实验检测指标的原理是                       。
（3）组5没有叶圆片上浮的原因最可能是（    ）
A．温度过低，光合作用较弱，因而没有氧气释放
B．光照强度较低，光合作用较弱，因而没有氧气释放
C．溶液中无NaHCO₃，光合作用较弱，因而没有氧气释放
D．溶液中无NaHCO₃，叶肉细胞无法存活，因而没有氧气释放
（4）如果重新设计实验，你如何对组1和组2进行改进，使实验现象更加明显。