高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题:

光照强度	叶色	平均叶面积 （cm^2）	气孔密度 （个·mm^-2）	净光合速率 （μmol CO2·m^-2·s^-1）
强	浅绿	13.6（100%）	826（100%）	4.33(100%)
中	绿	20.3（149%）	768（93%）	4.17(96%)
弱	深绿	28.4（209%）	752（91%）	3.87(89%)

注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照
（1）CO₂以           方式进入叶绿体后，与C₅结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供            。
（2）在弱光下，柑橘通过       和        来吸收更多的光能，以适应弱光环境。
（3）与弱光相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数       ，单位时间内平均每片叶CO₂ 吸收量        。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观察叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是         ，最后发生改变的是           。

下图甲表示在适宜温度和CO₂浓度条件下，光照强度对某绿色植物光合作用强度的影响曲线，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中a和b代表两种气体的体积，不考虑无氧呼吸），据图回答问题：

（1）自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是         。
（2）若将甲图中绿色植物从M点突然转移至P点条件下，短时间内C₃含量将         。
（3）甲图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有                        。此时，乙图中应去掉的箭头有                （填字母）。
（4）甲图中植物光合作用单位时间内固定的二氧化碳最大值是         mol/h，此数值相当于乙图中         值。

如图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中Ⅰ～Ⅴ为生理过程，a～h为物质名称，请回答：

(1)图中物质b和g分别是________和________。
(2)物质a分布在叶绿体的______________，提取该物质时加入CaCO₃的目的是___________________。
(3)过程Ⅳ、Ⅴ发生的场所依次是___________和___________。
(4)上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是____________，ATP的结构简式是____________，必须有氧气参与进行的是______________。
(5)较强光照下，Ⅰ过程中d的移动方向是_______________________________。

光合作用和呼吸作用是植物的基本的代谢方式，回答下列有关问题：
Ⅰ．图甲是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程．A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题：

（1）图甲中A表示___________，D表示_____________，在生物膜上发生的生理过程有____________（用图中数字表示）。
（2）从图乙中可以看出，光合作用速率最大时的温度为_____________。在15℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的___________倍。分析乙图中柱状图变化，可看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的__________________不同。
（3）图乙中，假设每天光照12小时，最有利于植物生长的温度是___________。
（4）线粒体基质中可能含有的化学成分有_________（填选项前的字母）。
a．水    b．丙酮酸     c．葡萄糖    d．ATP    e．核苷酸     f．氨基酸
Ⅱ．一兴趣小组在生物园中将甜玉米与红薯套种（玉米行下种红薯），当玉米叶长得茂 密时，阳光通过叶间的空隙，在红薯叶片上投下“光斑”，“光斑”随着时间的推移而移动。兴趣小组为探究在这种条件下红薯叶光合作用的变化，测定了在“光斑”照射前后，红薯叶片吸收CO₂和释放O₂的情况（如图丙所示）。请分析回答：
 
（1）请描述有“光斑”照射的时间段内红薯叶片氧气释放速率的变化情况：_______________。
（2）据图丙，以下各项分析中正确的是________。
A．图中a点O₂浓度最高
B．ab段变化的原因是温度过高，导致酶活性下降
C．光斑移开后一段时间光合作用仍在进行
D．cd段的原因是CO₂浓度降低，光反应速率下降

下图Ⅰ中放一盆正常生长的绿色植物，Ⅱ处为一U型管，Ⅲ处放一只健康的小白鼠，V使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动。根据装置图分析回答问题。

(1)开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内空气中 _________（物质）含量增加。
(2)与（1）相同条件，给装置Ⅰ中绿色植物适量的水、无机盐，同时给以适宜光照一段时间后，B、D两处的成分差别是__________________________。
(3)开关①关闭，②③打开，同样光照条件下，Ⅰ中植物叶肉细胞的C₃含量_________；C₅含量_________ ；C处液面_________。
(4)在（3）中条件下，Ⅰ中生物刚开始产生O₂较多，但随时间延长，O₂产生量越来越少，原因是____________________________________，进而使光反应减弱。

下图甲为智能温室内高等绿色植物叶肉细胞中的部分代谢示意图；乙为不同光照强度下绿色植物吸收CO₂的速率曲线，丙表示密闭温室内24小时CO₂浓度变化曲线。
（1）图甲中，物质A进入线粒体内，在相关酶的作用下彻底氧化分解需要________的参与；释放大量能量时需要消耗___________。
（2）图乙中，当光照强度为b时，该叶肉细胞中产生ATP的场所有              ，c点之后图甲中CO₂的四条扩散途径（a、b、c、h）中，一般不会发生的途径是___________。
（3）图丙中A～B曲线上升的原因是              ，一昼夜后该植物体内有机物的含量将           。

下图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的装置。请回答下列问题：
 
(1)图1中，②过程进行的场所是        ，④过程进行的场所是       。
①---④过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是        。
（2）在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂ 。 当反应进行到0.5s时，¹⁴C出现在C₃ 中；反应进行到5s时，¹⁴C出现在（CH₂O）。该实验是通过控制        (条件)来探究CO₂ 中碳原子的转移路径，用到的实验方法为         。
(3)将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图3所示曲线。观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的        侧，液滴移到最右点是在一天中的        点。在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔20分钟记录一次刻度数据
……	25	27	31	37	……

该组实验数据是在图3所示曲线的        段获得的。如果要测定该植物真正光合作用
的速率，该如何设置对照实验        。

据图回答问题：

Ⅰ、图1中，①～④表示化学反应，A～F代表化学物质。请用序号或字母回答：
⑴在类囊体进行的反应是：        。
⑵在碳反应中作为还原剂的是：       ，为碳反应提供能量的是：       。
Ⅱ、将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在值和温度保持一定的情况下，给予不同条件，绿藻细胞悬浮中溶解氧浓度变化如图2所示。请据图2分析：
⑴在图2中乙处光照开始后的两分钟内，净光合速率为       /分。
⑵光照开始2分钟后，溶解氧浓度不再继续增加的原因是                。
⑶在丙处添加，短时间内绿藻叶绿体基质中浓度明显减少的物质是    （）。
⑷若在图2中丁处停止光照，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的      。
⑸在缺镁培养液中悬浮培养的绿藻颜色明显发黄。将其滤出后充分研磨，用     提取其中的色素，通过纸层析法对色素进行分离，并将实验结果与正确的绿藻色素分离结果进行对比，可观察到滤纸条上            

鼠尾藻是一种着生在礁石上的大型海洋褐藻，可作为海参的优质饲料。鼠尾藻枝条中上部的叶片较窄，称之狭叶；而枝条下部的叶片较宽，称之阔叶。新生出的阔叶颜色呈浅黄色，而进人繁殖期时阔叶呈深褐色。研究人员在温度18℃(鼠尾藻光合作用最适温度)等适宜条件下测定叶片的各项数据如下表。

(1)据表分析，鼠尾藻从生长期进人繁殖期时，阔叶的光合作用强度          ，其内在原因之一是叶片的__         __。
(2)依据表中的变化，可推知鼠尾藻的狭叶比阔叶更适应__   __(弱光/强光)条件，这与狭叶着生在枝条中上部，海水退潮时，会暴露于空气中的特点相适应的。
(3)新生阔叶颜色呈浅黄色，欲确定其所含色素的种类，可用          ，提取色素，然后用层析液分离，并观察滤纸条上色素带的_          _。
(4)在一定光照强度等条件下，测定不同温度对新生阔叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。
①实验测定净光合速率时所设定的光照强度__           _ (大于/等于/小于)18℃时的光饱和点
②将新生阔叶由温度18℃移至26℃下，其光补偿点将__       (增大/不变/减小)，这影响了鼠尾藻对光能的利用效率。因此，在南方高温环境下，需考虑控制适宜的温度及光照强度等条件以利于鼠尾藻的养殖。

纳米银由于抗菌性能良好而被广泛应用于食物容器、个人护理品等商品中，但其释放到水环境中的风险也引起了研究者的重视。用单细胞小球藻研究纳米银的毒性，开展了如下实验。请回答：

(1）用计数法研究“纳米银”对小球藻生长的抑制情况，结果如图甲，据图可知纳米银在条件下的毒性更强。实验中需要使用　　　　和显微镜对小球藻进行计数
(2)用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，进行了如下实验，结果如图乙
①材料用具：不同浓度的纳米银溶液，培养液，小球藻若干，密闭锥形瓶若干，溶氧测定仪，蒸馏水等
②实验步骤：
第一步：将小球藻平均分为A、B两组，A、B组又各分为＿＿＿小组并编号，分别放入密闭锥形瓶中培养。
第二步：A、 B组中的实验组都分别加＿＿＿，对照组加等量蒸馏水。
第三步：A组全部放在4000LX光照条件下培养，B组全部放在黑暗条件下培养，温度等其他条件＿＿＿，培养10分钟后，检测各个锥形瓶中＿＿＿的变化。
③实验结果：如图乙，其中系列1表示水体中的初始溶氧量，则系列＿＿＿表示A组实验数据。若不加纳米银，小球藻的光合作用强度约为每分钟＿＿＿溶解氧。
④实验结论：纳米银能抑制＿＿＿，且对＿＿＿的抑制更为显著。

为探究光照强度对锐齿栎光合作用的影响，研究人员分别对某林区中的锐齿栎幼苗（苗龄2年）和成树（树龄40年）进行了相关研究。实验结果如下图所示。

（1）由实验结果可知，适应在弱光环境中生长的是_________（填“成树”或“幼苗”）。这与森林群落_________结构的生物适应特点相似。
（2）由实验结果可知，在a．b．c三点对应的光照强度下，成树和幼苗光合作用速率最接近的是________点。
（3）研究人员为进一步研究锐齿栎幼苗与成树适应不同强度光照的原因，分别对幼苗与成树叶片中的叶绿素含量进行了测定。实验结果如下表所示。

	叶绿素含量（mg/L）
叶绿素a	叶绿素b	叶绿素总量
成树	11.2	3.9	15.1
幼苗	11.6	4.8	16.4

①在进行叶绿素含量测定之前，应制备叶绿素提取液。提取叶绿素时，除了加入80％丙酮和石英砂外，还需要加入CaCO₃。加入CaCO₃目的是_________________。
②通过测定叶绿体色素提取液的吸光度值并用一定的方法可计算出叶绿素的含量。测定吸光度值时，应以_______作为对照溶液，分别对叶绿体色素提取液的光吸收值进行测定。
③由实验结果可知，幼苗的叶绿素含量比成树的叶绿素含量___________。通过计算叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值，可推测适应弱光的植物___________（填“叶绿素a”或“叶绿素b”）的相对含量高。

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（如下图所示），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。光呼吸损耗能量大约抵消了30％的光合作用储备能量，因此降低光呼吸速率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保护作用。

（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，你推测O₂/CO₂值__________（高、低）时利于光呼吸而不利于光合作用。
（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。

研究者进行了不同温度和光强度组合处理对葡萄叶片光合速率、气孔开度及胞间CO₂浓度的影响实验，结果如下图所示。

请回答：
（1）在两种光强度下，随温度升高，叶片光合速率均      。从甲、乙两图分析，原因可能是：随温度升高，         ，使叶片吸收的二氧化碳减少，         循环受到抑制。
（2）据丙图可知：适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃的组合处理，胞间CO₂浓度均明显升高，推测这些条件下叶片光合速率下降的原因是         。
（3）分析甲图数据可知，强光或高温都会抑制光合作用，而且         。因而在炎热夏季的葡萄生产中，可采用         措施。

如图是探究某植物与光合作用相关问题的实验装置，请分析与该装置有关的问题(提示：取的是同一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)：


(1)适宜的光照下，装置A中油滴的移动情况是________，原因是
________________________________________________________________________。
(2)适宜的光照下短时间内(装置内仍有O₂存在)装置B中油滴的移动情况是________________。放置一段时间后，装置中的O₂消耗完毕，这时油滴的移动方向是________，写出此时的反应方程式：________________________________________。
(3)分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和细胞呼吸的关系：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能否直接用装置C、D证明光合作用需要CO₂，为什么？_____________________。如果用装置B、C证明光合作用需要CO₂，实验前应该将叶片进行怎样的处理？________________________________________________________________________。
(5)要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置__________。

某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48 h测定温室内CO₂浓度及植物吸收CO₂速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸作用强度恒定)，请回答下列相关问题：

(1)实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有______________________，6 h时细胞内CO₂的移动方向是____________________。
(2)图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有____个，12～18 h时叶绿体内RuBP含量将________(填“增加”或“减少”)。
(3)叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是____h时，前24小时比后24小时的平均光强度____。
(4)如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将________(填“上移”、“下移”或“不变”)，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。