高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

玉米是我国的主要农作物之一,常作为农业科研的重要材料。下图1表示玉米细胞的某一生理状态,图2表示光照强度因素对光合速率的影响情况。请据图回答下列问题:

图1                 图2
（1）图1所示的生理状态    （填“能”或“不能”）在图2曲线中找到对应点,若玉米长期处于图1所示的生理状态则不能正常生长,原因是    小于    ,有机物不能积累。
（2）请在图1中用箭头标出此状态时O₂的移动方向。
（3）图2中c点之前限制光合速率的主要因素是    ,c点以后环境中的主要限制因素是    。
（4）若玉米光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃,图2表示该植物处于25 ℃环境中,则将温度提高到30 ℃时,b点将    ,d点将    。

有两种植物，一种在强光下生长，一种阴生生长。从这两种植物上各取一片彼此相似的叶片，分别放在两个透明盒子中。在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如下，请回答有关问题
(1)由表中数据可以推测，取自强光下的叶片是_______；光照强度直接影响光合作用的     
__________过程，该过程可将光能转化为______________中的化学能。
(2)如果在某光强下，叶片放氧速率为零，其生理学含义是____________。如果用此光强照射大田作物，则作物很难正常生长，分析原因是__________________________________________。
(3)光照强度>600 μmol光子/m²·s时，叶片A放氧速率主要被____________限制，叶肉细胞呼吸作用产生的CO₂转移途经是__________________。
(4)若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图，则大约在175 μmol光子/m²·s时两条曲线相交，此点的生物学含义是____            _______。

在某适宜温度条件下，A、B两种植物CO₂的吸收速率随光照强度的变化曲线如图。回答下列问题：

（1）当光照强度为a时，比较A、B植物，呼吸作用较强的是          植物。A植物光合作用消耗CO₂的速率是        mg/（m²·h），消耗的CO₂用于光合作用的         阶段。
（2）当光照强度为b时，限制B植物光合作用的主要因素是          ；此时叶绿体中ADP的运动方向是                     ；如果突然停止光照，短期内叶绿体中C₃的含量将会             。
（3）当光照强度为c时，A植物照光X小时，然后黑暗12小时，能够使叶片干物质的量和处理前一样，则X=                 。
（4）A和B两种植物，适宜在弱光条件下生长的是        植物，若通过植物组织培养技术大量生产该植物，其原理利用的是植物细胞的           。

下图为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜的条件下，光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图。请分析回答：

（1）由图可知，影响光合作用的外界因素是         和             
（2）比较Ⅰ、Ⅱ两条曲线，当光照强度大于a时，曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大的原因是         ， 限制了光合作用        阶段的进行。
（3）在光照强度为b、CO₂浓度为0.15％的条件下，如果大棚内温度继续升高，光合作用强度反而下降，原因可能是                         。

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。

下图为植物新陈代谢示意图。
请根据图示回答下列问题。
(1)①过程发生在叶绿体         上，其中光能向电能的转换由         分子完成。光照下该分子转变成         ，夺取水分子中的         。
(2)在②过程中，NADPH的作用是        。
(3)③过程表示         呼吸，它发生在         中。
(4)④过程中的能量由ATP中的         水解释放。

金线莲是一种珍稀中草药，在三明市多外地区均有分布。为确定金线莲人工载培的最佳光照强度，某科研机构利用组织培养快速繁育种苗进行人工载培，并测定人工载培植株的生长情况和光合速率。其实验过程如下：
1．选取长有3－4个叶片的金线莲组织培养苗，随机分为5组，每组48株。
2．将栽有植株的育苗盘分别放置在20、50、100、150、200µmol/（m²·s）光照强度下。
3．在每天6时～22时给予光照、温度为25^oC的条件下栽培3个月，测定数据并绘制曲线图如下。

（1）利用组织培养技术快速繁育种苗所依据的原理是              。进行组织培养时选取的材料最好是金线莲的             （芽/叶/茎）。
（2）据图分析，金线莲在         µmol/（m²·s）的光照强度下生长最好，过高光照强度会抑制金线莲生长，原因是随着光照强度增加，                    。
（3）本实验测定叶绿素含量时， 在叶绿体色素的提取过程中加入丙酮的目的是            。
（4）如果需要更准确地确定金线莲生长的最适光照强度，根据实验结果分析，应在        µmol/（m²·s）范围内设置多组梯度的光照强度继续进行实验。

下图表示在适宜的光照条件下，测得的温度影响水稻CO₂吸收量和呼吸作用产生CO₂量的曲线。请分析并回答下列问题：

（1）在温度为30℃时，叶肉细胞内的［H］用于_______________________。若CO₂浓度降低，叶绿体中［H］合成速率将会       （变大、变小、不变）。
（2）40℃时，CO₂的吸收量为0的原因是_____________。
（3）当温度达到55℃时，两曲线重合的原因是                  。
（4）在30℃前，实线随温度升高而逐渐升高的原因是                                。

下面是水稻叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的示意简图，请回答：

（1）图1中物质b是 氧气 ，过程⑤发生的场所是 线粒体内膜 ．较强光照下，①过程中d的移动方向是 叶绿体基质移向类囊体薄膜 ．
（2）图中①～⑤过程中，能够产生物质c的过程有     ．
（3）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，主要是图中过程     （填序号）受阻．
（4）如图2表示将某种植物放在不同浓度CO₂环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线．若与b点相比，a点叶肉细胞中C₃的相对含量    （填“高”、“低”或“无法比较”）．

某种番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率一呼吸速率）、呼吸速率及相关指标见下表。

（1）叶绿体中色素分布在       上，可                         提取；下图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中                  （填标号）色素带含有镁元素。

（2）番茄细胞中可以产生CO₂的具体部位是             。
（3）番茄的黄化突变可能__           __（促进／抑制）叶绿素a向叶绿素b转化的过程。
（4）突变体叶片叶绿体对CO₂的消耗速率比野生型降低了__          __umolCO₂．cm^-2．s^-1．研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是

为研究某植物光合作用的环境影响因素，在天气晴朗的某一天里，科学家检测了该植物幼苗的光合速率及其主要环境影响因素的日变化情况（光合有效辐射，是指太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量），结果如下图所示。请回答下列问题：

（1））叶绿体内光合色素分布的场所是______， CO₂与RuBP结合的场所是叶绿体的___________。
（2）6：00幼苗净光合速率较低的主要环境原因是_______________________。此时若适当升高胞间CO₂浓度，则净光合速率将会__________（明显变大/基本不变/明显变小）。据图2可知，若仅考虑环境因素，在12：00和16：00这两个时刻的环境条件下，幼苗的光饱和点______________（基本相同/明显不同）。
（3）研究表明，14：00一16：00幼苗的气孔开放程度都较大，但14：00总光合速率最小，主 要生理原因是光合作用有关酶的活性__________（较大/较小）。14：00一16：00胞间CO₂浓度明显下降的环境原因主要是_____________和光合有效辐射减小。

磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构（下图）。在有光条件下，磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运至叶绿体基质（Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1:1的反向交换方式进行）。

（1）光合作用光反应产生的______可以被卡尔文循环所利用，将物质C转化为磷酸丙糖。图1中物质C的名称是________。
（2）据图推测，磷酸转运器的化学本质是____。
（3）图中B是由       （物质）产生的，为保证此过程的高效进行，应该采用    光。（白光、红光、蓝紫光）
（4）据图分析，下列描述正确的是______（多选）。

A．磷酸丙糖既可以用于合成蔗糖也可以用于合成淀粉

B．若磷酸转运器的活性受抑制，则经此转运器转运进叶绿体的磷酸会减少

C．若合成磷酸丙糖的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则不利于淀粉的合成

D．若磷酸丙糖运出过少，可能会抑制卡尔文循环

（二）将小麦绿色叶片放在温度适宜的密闭容器内，测量在不同的光照条件下容器内氧气量的变化，结果如图。

（5）b点时，叶片的光合作用速率_____（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率。a点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的量将______。
（6）在5～15 min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为___________。
（7）如果叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是__________mol/min。
（8）请写出有氧呼吸作用反应的总方程式：             。

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_______________________________。

将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO₂的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.25	3.75	3.5	3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

(1) 昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物能否生长？________________。
（2）昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是多少度？______________。
（3）每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在10℃的条件下，该植物能否生长？       ，原因是______________________________。
（4）根据表中数据绘出光合作用吸收CO₂量与温度之间关系的曲线。

 

下图是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：

（1）图中A表示的过程为________________，此过程发生的场所是在__________________。
其中生成的ATP所含化学能来自_________，这些ATP将用于_________________________。
（2）图中B表示的过程为_________________，此过程发生的场所是在_________________。若突然停止光照，则这一过程中C₃的量将如何变化？C₃：_______（增加或减少）。
（3）图中C表示的过程为__________________，产生的ATP中储存的能量来自_________
______________（生理过程），ATP水解释放的能量直接用于_______________________，这里产生的CO₂是在____________阶段形成的，产生的水是在___________阶段形成的，此过程的反应式可以写成：__________________________________________________________。