高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图表示A、B两种植物随着光照强度的变化，CO₂吸收量或CO₂释放量的变化曲线图，据图回答：

（1）比较A、B植物呼吸作用，较弱的是　　　　　植物，当光照强度为0时，植物细胞中可以产生ATP的细胞器是　　　　　　　 。
（2）当光照强度达到Z点后，限制A植物光合作用的因素主要是　　　　　　　　 （答出两点），如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体内C₃化合物的含量将会　　　　 。
（3）当平均光照强度在X和Y之间（白天和黑夜的时间各为12h），A植物一昼夜中有机物积累量的变化是　　　　　（选填“减少”或“增加”），B植物一昼夜中有机物积累量的变化是　　　　　　 （选填“减少”或“增加”）。

某研究性学习小组为了研究温度和光照强度对光合作用的影响，分别在15℃和25℃的环境中，测定了不同光照强度（千勒克司）下，某种植物光合作用中氧气的释放速率（mL/h）（忽略光照对植物呼吸作用的影响，CO₂浓度适宜），有关数据见下表。请分析回答下列问题：

（1）在绿色植物的光合作用过程中，氧气是在__________阶段产生的，该阶段进行的场所是______________。
（2）25℃的环境中，该植物呼吸作用消耗氧的速率是___________。
（3）15℃的环境中，光照强度为0.5千勒克司时，该植物光合作用中氧气释放的速率为0，这表明_______________________________，光照强度为2.5千勒克司时，该植物光合作用产生氧气的速率是__________。
（4）15℃的环境中，光照强度为1.5千勒克司时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是______                  ____，当光照强度为4.0千勒克司时，限制该植物光合作用强度的主要环境因素是_______                                ______。

水蕴草是多年生草本沉水植物。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。

（1） 图乙中光反应的具体部位字母及名称是[  ]____，暗反应中的能量变化是_____   。
（2）如图甲，若适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内放出的气泡数量将_______ (填“增加”、“减少”或“不变”)。
（3） 水蕴草的叶肉细胞处于图乙状态时，对应图丙中的区段是________。
（4）图丙中限制A～C段光合速率的主要因素是________。
（5）将水蕴草放在特定实验装置内，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)，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	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗下释放CO2(mg/h)	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是________，在35 ℃时，该植物每小时实际光合作用CO₂消耗速率是________mg/h。
（6）20世纪50年代，卡尔文为研究光合作用的过程，将小球藻装在一个密闭玻璃容器中，通过一个通气管向容器通入CO₂，通气管上有一个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制光照的有无。
①卡尔文通过停止________________来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是下图中的________________。

②卡尔文通过停止_________________来探究光合作用过程中固定CO₂的化合物，这时他发现C₅的含量快速升高，由此找到了固定CO₂的物质。

（14分。普通班必做题）
玉米等C4植物的光合效率较水稻、小麦等C3植物的高，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）在其中起了很大作用。最近，有人利用土壤农秆菌介导法，将完整的玉米PEPC基因导入到了C3植物水稻的基因组中，为快速改良水稻等C3植物，提高粮食作物产量开辟了新途径。请回答：
（1）若你是科技人员，最好采用                        途径获得玉米PEPC基因。
（2）获得PEPC基因后，将其导入土壤农杆菌的质粒中，以获得重组质粒，需要的工具酶
是             和                      。
（3）导入完成后得到的土壤农杆菌，实际上只有少数导入了重组质粒。可在培养土壤农杆菌的培养基中加入            ，最好筛选出成功导入了重组质粒的土壤农杆菌（假设质粒中含有标记基因如青霉素抗性基因）
（4）用含有重组质粒的土壤农杆菌感染水稻细胞，即使感染成功，即PEPC基因通过一定途径整合到水稻的基因组中，也不一定表达。其原因最可能是            

A．玉米和水稻不共用一套密码子

B．水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸

C．PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响

D．整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了

（5）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是                      。
（6）得到PEPC基因成功表达的水稻细胞后，科研人员常采用        获得转基因水稻植株。

在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%)、细胞呼吸与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题：

(1)在光合作用过程中，光反应为暗反应提供的两种物质是__________________。
(2)影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是________；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在____________条件下测量。
(3)由图丙可知，40 ℃时，植物体________(填“能”或“不能”)显示生长现象；而5 ℃时的状态可用图甲中________(填“A”、“B“或“C”)点表示。
(4)用大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为________点对应的光照强度，温度为________℃最佳。

请分析回答：
Ⅰ．下图甲是腊梅绿色植物细胞代谢过程示意图（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器），图乙是该植物置于密闭容器内1小时CO₂的变化曲线图（标准状况）。
（1）图甲中细胞器a是________________，物质⑤是__________。
（2）图甲中细胞器c增大膜面积的方式是________________________________________。
（3）根据图乙分析，在15℃、lklx光照条件下，该植物5小时内光合作用固定CO₂____mL；单位时间内A点产生氧气_______ B点（填大于/小于/等于）。在条件不变的情况下，若以O₂吸收量为观测指标，在图乙中画出该植物在密闭容器内15℃条件下1小时O₂的变化曲线图。
（4）腊梅是一种先花后叶植物，梅花花芽的形成标志着_________生长的开始，开花所需有机物最终来自__________。“梅花香自苦寒来”，梅花开花之前需要经过低温诱导，高温、缺氧和缺水均可解除这种诱导作用，所以影响梅花开花的生态因素有____________等。
（5）花期过后，绿叶复出，有人做了如下实验，给植物提供¹⁴CO₂，光照一定时间(从1秒到数分钟)后提取产物并分析。发现仅仅30秒的时间，CO₂就已经转化为许多种类的化合物。要想探究CO₂转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是：
________________________________________________________________________。
Ⅱ．请分析回答植物激素与植物生命活动的相关问题：
（1）下图甲表示乙烯促进离层细胞合成和分泌酶X的过程，酶X能够水解离层细胞的细胞壁导致叶柄脱落。图乙表示叶柄离层细胞两侧（近基端和远基端）的生长素浓度与叶片脱落关系。
①图甲中，参与酶X合成和分泌过程且含核酸和磷脂分子的细胞器是____________。
②已知生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行极性运输，通过对乙图分析，该运输过程对乙烯的合成有___________作用。
（2）将小麦种子浸润萌发，下图表示根部正在发展，从区域A剪取10mm长的根段，配制不同浓度的生长素溶液，在每一种溶液中放入相同数量的根段，浸泡两天后测量根段长度并计算平均值（如下表）。

生长素浓度（ppm）	两天后根段的平均长度（mm）
0	12.0
10^－5	12.3
10^－4	12.8
10^－3	12.3
10^－2	11.2
10^－1	10.6

   
上表数据________（能/不能）体现生长素的作用具有两重性。从上述表中可知，分别用生长素浓度为10^－5ppm和10^－3ppm处理根段，两天后的长度基本相同。假设用某未知浓度的生长素溶液处理根段，两天后的根段长度为12.3mm左右，为确定该浓度是10^－5ppm还是10^－3ppm，请你补充下面实验思路并预期结果。将该未知浓度的生长素溶液_________后，处理同样的根段；两天后测量根段的长度。如果_________，则说明该浓度为10^－3ppm。

现有生长良好的菠菜，在生物实验室里，有下列试剂可供选用：

A．10^－10M的吲哚乙酸

B．10^－4M秋水仙素

C．质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液

D．醋酸洋红染液

E．质量分数为8%HCl溶液
F．质量浓度为0.8  g/mL蔗糖溶液
(1)分别用上述6种试剂处理菠菜根尖细胞30  min后观察，经哪些试剂处理后的细胞仍有生活力？________。欲观察菠菜根尖细胞染色体，应选用________试剂染色；能促使插条生根的试剂是________；欲使菠菜(二倍体)的单倍体幼苗长大后的植株恢复可育，应选用试剂是__________。欲观察DNA和RNA在菠菜叶表皮细胞中的分布实验，在染色前应选用________试剂进行水解(以上空格均填编号)。
(2)在探究“植物细胞的吸水和失水”实验中，用试剂C(加一些红墨水)处理菠菜叶表皮。镜检时发现表皮细胞________________________部位呈红色。在装片中观察一个细胞首先发生质壁分离的部位是______________。若改为试剂F处理菠菜叶表皮，过一段时间后，用清水替代试剂F，镜检时发现________________________________________________________________________。
(3)提取菠菜叶片中的叶绿体色素时，为了防止研磨时叶绿素遭到破坏，应向研钵中加入少许的________(试剂)。在层析液中分离的结果，滤纸条上的色素带最下端的颜色是________，其中色素带最宽的是________，层析液中溶解度最大的是________。
(4)为了观察叶绿体的形态和分布，某同学把撕取的菠菜叶片带叶肉的下表皮置于载玻片上，直接用高倍镜仔细观察，未能达到实验目的，请修改其主要的方法步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5) 
图6－13－3
如用上述①～⑤材料做观察植物细胞的有丝分裂、叶绿体中色素的提取和分离、观察植物的向性运动等实验。你选择的最佳材料依次是(填图中序号)________。用紫色洋葱表皮做完细胞的质壁分离及复原实验后，又用此装片观察细胞分裂，结果未观察到处于分裂期的细胞。请解释原因：_________________________________________________________        。

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：__________________________________________________________。