高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

某科研小组为探究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了由钟罩构成的小室(如下图一所示)。将该装置放在自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如下图二所示曲线。请回答下列问题：

(1)影响小室内植物光合作用速率变化的环境因素主要有__________、__________。
(2)图二中ab段氧气释放速率不断变大的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)小室内氧气含量最低和最高分别在一天的__________时和__________时。
(4)写出引起小室内氧气含量变化的生理过程的反应式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

下图是在光照条件下玉米叶肉细胞内发生的生理过程，结合图示分析回答下面的问题：

(1)图中E、G代表的物质分别是__________和__________。
(2)该细胞中B物质的生成场所是__________。
(3)在夏季光照较强的上午，从O₂、CO₂进出细胞的角度分析，图中的不妥之处是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)参与图中所示生理过程的物质A在细胞内的存在形式是__________，该细胞内生成A的细胞器有______________________________。
(5)该植物在光照充足的条件下，停止二氧化碳的供应，C₅含量的变化是__________；在二氧化碳供给充足时，该植物从暗处转移到光照处，C₃含量的变化情况是__________。
(6)参与上图细胞内代谢过程的两种细胞器称为半自主性细胞器，可进行转录过程，除需要自身DNA和原料外，再写出直接参与该过程的两种有机物的名称：
__________________________。

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，的作用是。
（3）③过程表示呼吸，它发生在中。
（4）④过程中的能量由中的水解释放。

（1）萝卜的生长发育过程受多种激素的共同调节，其中细胞分裂素起着重要作用。
①细胞分裂素主要存在于的部位，其主要生理功能是促进和。  
②研究还发现，氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论，有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具，写出第二步及以后的实验步骤并预测实验结果。
材料用具：生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，适宜浓度的细胞分裂素溶液，含¹⁴ 标记氨基酸的溶液（氨基酸
实验步骤：
第一步：取生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，在叶片左半叶某一部位涂抹含¹⁴C 标记氨基酸的溶液（如图所示）。

第二步：
实验结果：
（2）萝卜是 植物，图 1 为萝卜光合作用的部分过程图解。

①该过程发生的场所是，在该过程中能使光能转换为电能的色素是。
②进行正常光合作用的叶片，如果在叶绿体中的 与 含量相等的情况下，突然分停止供给 ，请在图 2 中绘出叶绿体中 含量的变化曲线。

20世纪末，科学家发现，在东太平洋赤道附近，大洋中脊2600深处一个裂缝的热泉口周围，聚集着科学上尚未认识的新奇而美丽的生物。研究认为，整个群落的生活依赖于硫细菌。
硫细菌的生物能量，主要来源是（）。

A．

光能

B．

电能

C．

热能

D．

化学能

大洋中脊裂缝附近没有发现光合自养的生物群落，原因是。
硫细菌和其他生物一样，都能够从外界摄取营养物质，将它们转化为自身的物质并储存能量。这个新陈代谢过程，称为作用。
地球上所有生物通用的能量载体是。高等植物细胞的主要来自作用和
作用，与此过程相关的细胞器分别是和。

地球上自养生物获能方式有两种。包括绿色植物在内的大多数自养生物可以直接利用太阳光能，少数则通过其他方式获得能量，阅读材料并回答问题。

材料一：为探究光谱与光合作用效率的关系，某同学将丝状绿藻和一些细菌放在暗箱中一起培养。经过反复实验后，他观察到的现象如下：黑暗时，细菌不围绕在丝状绿藻周围；日光通过三棱镜射入暗箱，一段时间后，细菌围绕在藻体周围并在红橙光区和蓝紫光区聚集成两堆（实验示意见右图）。
根据实验现象分析，这类细菌是（填"需氧菌"或"厌氧菌"）。
细菌聚集成两堆的主要原因是什么？
52．指导教师建议该同学补充对照实验，以使实验方案更完整。简述补充实验的操作方法并预测实验结果。

分析有关植物光合作用的资料，回答问题。
在一定浓度的和适当的温度条件下，测定植物和植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。

	光合速率与呼吸速率 相等时光照强度 （千勒克司）	光饱和时 光照强度 （千勒克司）	光饱和时CO2吸收量 (mg/100 cm^2叶·小时)	黑暗条件下CO2释放量 (mg/100 cm^2叶·小时)
A植物	1	3	11	5.5
B植物	3	9	30	15 与B植物相比，植物是在光照条件下生长的植物，判断的依据是

。
 当光照强度超过9千勒克司时，植物光合速率，造成这种现象的实质是跟不上反应。
当光照强度为9千勒克司时，植物的总光合速率是（ ₂/100 ²叶·小时）。当光照强度为3千勒克司时，植物与植物固定的₂量的差值为（₂/100 ²叶·小时）
光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。
某植物正处于结果期，如右图①。

若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如右图②，则留下叶片的光合速率，原因是

不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于地(平原)和地(山区)银杏叶片不同时时间的光合速率，结果如右图。

(1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：

①请在答题卡的指定位置完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线圈  
②从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是  。
(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入 。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2-后,试管内的氧含量。 
(3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测  (填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是。

回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ.东海原甲藻（简称甲藻）是我国东海引发赤潮的澡种之一，研究甲藻光合作用的生理特征可为认识赤潮发生机理提供重要信息。
（一）某研究小组探究对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验：
  
将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组甲藻分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置，然后在适宜光照等条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成右图。
（1）本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定吸收量来计算净光合速率。
（2）黑暗放置过程中，藻液会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组分别调到  ，这是控制实验的变量。
（3）若甲藻长时间处于条件下，甲藻（能、不能）正常生长繁殖，请据图分析说明原因：。
    
（4）实验表明，甲藻光合作用适宜~9.0.但海水在该条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的有关。
（二）研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为１５°Ｃ～３０°Ｃ，最适温度为２５°Ｃ左右，当温度为９°Ｃ和３３°Ｃ时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在右图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。
Ⅱ.棉蚜体型微小，能附着于棉花植株上生活繁殖，以吸收棉花汁液为食。为了对面蚜虫害进行检测，科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查如下表：

（1）棉蚜与棉花的种间关系是。
（2）调查棉蚜种群数量可采用法。据表分析，调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈型，在（日期）左右棉蚜种群增长量最大。
（3）若长期使用农药防治棉蚜，会导致棉蚜种群的抗药基因频率（增大、不变、减少）

请回答下列问题：
（1）氮、磷、镁3种元素中，构成生命活动所需直接能源物质的元素是，
构成细胞膜的元素是。
（2）缺镁时植物叶片发黄，其原因是。
（3）在提取叶绿体色素的过程中，研磨叶片通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是；
碳酸钙的作用是；
丙酮的作用是。
（4）光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的。

下图为叶绿体结构模式图，它是进行光合作用的细胞器。光合作用光反应所需的PSⅠ、PSⅡ、Cytb6/f、ATP酶四类蛋白复合体存在图中③，同化C0₂的全部酶类则存在图中④，为了证实C0₂同化场所在哪里，某实验小组设计了下列实验，请你协助完成“验证C0₂同化场所是在叶绿体的基质而不是在叶绿体的被膜或类囊体的膜上”的实验。

（一）、设计思路：
首先要提取出完整的叶绿体，然后把_____▲_____分开，分别检测暗反应活性。
（二）、实验步骤：
（1）在适宜的条件下，提取具有生理活性的完整叶绿体。
（2）将提取的完整叶绿体放入_____▲_____溶液中，然后高速离心，上清液中含有_____▲_____，沉淀物为_____▲_____。
采用以下测定可判别C0₂同化场所：
（3）分别在上清液和沉淀中加入_____▲_____，检测有无含有¹⁴C-光合产物的生成。
（4）也可将步骤(2)获得的上清液和沉淀物进行电泳，只有从上清液中能分离得到_____▲_____。
（三）、预期实验结果并得出结论
如果在上清液中检测到暗反应活性，而沉淀物中检测不到暗反应活性，证实_____▲_____。

(9分)下图为植物新陈代谢过程的示意图，请据图分析回答下列问题：
（1）在图甲的叶绿体中，ADP的转移情况是从___▲___到___▲___；与乳酸菌的发酵相比，图中呼吸过程中特有的步骤是___▲___(填数字)；若植物体在含C¹⁸0₂的环境中生长，一段时间后，植物体周围空气中有没有可能出现¹⁸O₂? ___▲___。
（2）在乙图中，若a图所示为阴生植物曲线，则阳生植物曲线与其相比，C点应___▲___移；由b图可知，40℃时植物能否显示生长现象? ___▲___。
（3） 在乙图中，用玻璃大棚种植蔬菜，应选择光强为___▲___ (填 “A”、“B”或“C”)，温度为___▲___，并且要用___▲___色的玻璃。

(6分) 在生命科学研究领域，正确的思路和研究方法往往是科学家们取得成功的关键。同位素追踪法所利用的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，将它应用在生物学的研究中，为探明许多生命过程的奥秘起了很重要的作用。请回答：
（1）如果用含¹⁸O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。过一段时间，在植物周围的空气中，含¹⁸O的气态物质有___▲___，这些物质分别是由___▲___（生理过程）产生的。
（2）如果用含¹⁵N的蛋白质饲料饲养体内不含¹⁵N的大白鼠，在饲料适量的情况下，¹⁵N将首先出现在该动物细胞内的___▲___（结构）上。
（3）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，实验室已制备好分别含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6种放射性同位素的微生物培养基，请你选择适当的培养基并完成以下关键性的实验设计步骤：
①_________________________________▲_________________________________。
②_________________________________▲_________________________________。
③_________________________________▲_________________________________。

I．为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：

（1）与点相比，点条件下限制玉米吸收量的因素是，点条件下限制玉米吸收量的主要因素是。
（2）实验结果表明，在的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取措施能提高玉米的光能利用率。
II．面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉素可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉素是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。
材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田园土与河沙混合，体积比9：1），大小一致的花盆……
方法步骤：（1）每个花盆中放置栽培土，并将花盆平均分成两组。
（2）组各花盆中，组各花盆中。
（3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于条件下培养。
（4）6周后，处理，每天观察、记录并统计。
结果预测与分析：。

试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了"改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程"的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。

请回答：
（1）图甲的实验是在大气₂浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中和更高。
（2）图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24内浓度变化曲线。图中段浓度升高缓慢是因为，段浓度急剧下降是因为试管苗。若点时打开培养瓶，试管苗的光合速率。
（3）根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、和可缩短试管苗的适应过程。