高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图表示在无机环境和生物体内碳元素的转移途径。请据图回答下列问题。

（1）①过程发生的部位是       ，完成该过程需要        。
（2）完成②过程需要       反应提供的        。
（3）植物体内通过③过程合成的有机物包括        。
（4）过程④、⑤共同的产物是        。
（5）若X是抗体，产生此物质的细胞是        ，该细胞中完成⑥过程的场所是    
      。
（6）土壤中能产生脲酶的微生物可以分解尿素。因此，可以利用       的选择培养基培养分离出尿素分解菌。

(16分)为探究环境因素对光合作用强度的影响，生物兴趣小组的同学设计实验进行研究。
实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHC0₃、黑藻等等。

实验步骤：
①准备6套如图所示装置，编号为1- 6。在瓶中各加入约500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液后用冷开水充满。
②取6等分黑藻分别放入1- 6号装置。
③将6套装置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1- 6号装置，观察气泡的产生情况。
④30min后停止光照，测量光合作用释放的O₂体积。
实验结果：

对该实验进行分析，回答有关问题：
（1）黑藻叶肉细胞内能够产生ATP的场所是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）该实验中的自变量是＿＿＿＿＿。列出实验中的两个控制变量(无关变量)：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）将实验处理结果在右边的坐标里绘成柱形图：

（5）上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
（6）对表中数据进行分析并得出结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。                                                                                                        
（7）在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照强度，因为光照不够会降低产量，而提供多余的光照还会浪费钱。通过该实验还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，请写出该如何开展进一步的探究：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

下图1是甲乙两品种小麦在不同光照强度下的光合作用速度的曲线，图2是不同水温下金鱼耗O₂量随水中氧分压而变化的结果。请据图回答问题。

（1）图1中甲、乙两品种小麦在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的是＿＿＿＿，在转阴瞬间，叶肉细胞中C₅化合物相对量的变化是＿＿＿＿。
（2）在0～8千勒克斯范围内，限制甲品种光合作用速度的环境因素是＿＿＿＿；超过8千勒克斯时，限制小麦两品种光合作用速度的环境因素是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）光照强度为10千勒克斯时，甲小麦叶片的实际光合作用速度为＿＿＿＿CO₂mg /100cm².h 。
（4）从图2可知，限制P点、Q点金鱼耗O2量的主要环境因素分别是＿＿＿＿＿＿＿＿。若用放射性同位素标记氧气，最先出现放射性的化合物是＿＿＿＿，此过程对金鱼体细胞的主要意义是＿＿＿＿。

(9分)研究人员以某植物为材料，利用多套图甲装置，对影响光合作用的各种环境因素进行研究。

(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)在温度、二氧化碳浓度等条件不变的情况下，将图甲装置由阳光下移至黑暗处，则植物叶肉细胞内三碳化合物含量,                  (增加、减少)。    
(3)为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图甲装置的烧杯内加入        溶液，然后再打开该装置的活塞开关，使U形管两侧液面如图所示，关闭活塞，这一操作的目的是
                                                  。
实验的观察指标是U形管A侧液面的变化值。在每一给定温度且其它条件均相同、适宜的情况下光照1小时，实验数据如下表：

温度(℃)	5	10	15	20	25	30	35
水柱高度(mm/h)	1.0	1.7	2.5	3.2	3.7	3.5	3.0

请根据以上数据在指定方框的坐标内。以直方图的形式画出各温度下的实验结果
                。分析所绘图形可知温度与光合作用强度的关系是          。

(4)夏季去除图甲的水浴装置后，置于自然环境                                        条件下，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对C0₂浓度影响均忽略不计，利用C0₂浓度测定仪测定了该玻璃罩内一昼夜C0₂浓度的变化情况，绘制成如图乙曲线。问图中CD段C0₂浓度上升的原因是                     ，G点时植物光合作用与呼吸作用的关系特点是                   。

下图为某植物光合作用示意图。请分析后回答问题：

该植物与大豆相比在光合作用上的优势在于对       的利用。
图中的A存在于该植物的               细胞中。
图中X₁在光合作用中的作用是        ，写出形成X₂的反应式        。

某学生选取了某池塘水体中的4种生物：栅藻（单细胞绿藻），水绵（多细胞绿藻），菹草（高等植物）和颤藻（蓝藻），用其生长旺盛的新鲜材料在人工控制的条件下，A、B两组同时开展平行实验，进行有关光合作用的研究。请分析回答下列问题。

（1）这4种生物中，不具有叶绿体的是__________。
（2）A组的实验结果如上图所示。据图推测，一年中最早出现生长高峰的生物可能是__________；夏季高温阶段最具生长优势的生物可能是__________。
（3）B组测得的栅藻净光合放氧率明显低于A组。仔细对比发现，两组实验条件的唯一差别是B组接种栅藻的浓度明显高于A组。实验在短时间内完成，水中也不缺乏各种营养，造成B组栅藻净光合放氧率低的主要原因是_____________。
（4）在富营养化水体中，浮游藻类的大量增殖常常会引起鱼类缺氧死亡，在这种情形下，导致水体缺氧的主要原因有藻类呼吸的耗氧量增加和_______________。

放射性同位素标记技术在生物学的研究中已被广泛应用。
（1）利用¹⁴C标记的CO₂研究植物光合作用中暗反应，¹⁴C的转移途径是         ；若用¹⁸O标记H₂¹⁸O研究动物有氧呼吸的过程，则其最终出现在          （物质）中。
（2）在噬菌体侵染细菌实验中，获得³⁵S标记的噬菌体的方法是         。
（3）利用¹⁵N标记的氨基酸研究唾液腺细胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，则¹⁵N首先出现在的具膜细胞器为       ，最终含¹⁵N唾液淀粉酶以       方式从细胞中分泌出去。
（4）a、b、c为三种DNA分子：a只含¹⁵N,b同时含¹⁴N和¹⁵N，c只含¹⁴N。将¹⁵N标记的DNA分子，放入含¹⁴N的培养基上连续扩增了4代，则a、b、c这三种DNA分子所占的比例分别是         。
（5）用³²P标记的胰岛素基因探针，对小鼠胚胎干细胞和胰岛B细胞进行检测。

用探针探测细胞的DNA	用探针探测细胞的RNA
胚胎干细胞	胰岛B细胞	胚胎干细胞	胰岛B细胞

表格的空格中应填写的检测结果依次是          。（用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到）。从实验结果分析可知，胚胎干细胞分化为胰岛B细胞的根本原因是        。[

图1和图2是植物光合作用有关的曲线，图3是绿色植物叶肉细胞内的部分生命活动过程示意图，请分析回答

（1）图1表示温室内光照强度（E）与作为光合速率（v）的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当E﹤c时，增大光合速率的主要方法是______；当c﹤E﹤d时，限制作为增产的主要环境因素是______；当E﹥d时，可采取______措施，保证作物的最大光合速率。
（2）根据图2分析，如果在阴雨天气，温室25℃，光照强度小于5K|x时，采取______ 的措施，有助于提供作物产量，其原因是在光照强度小于5K|x时，______。
（3）由图3可知，当绿色植物叶肉细胞中释放量为0时，细胞内的主要扩散方向是______（用结构名称和箭头表示）。进入甲和乙两结构中分别参与其生理活动过程中的______阶段。

我国是一个人口大国，用占世界7%的土地，养活20%的人口，提高粮食的产量是我国首要的任务，提高产量根本是提高光能利用率和增加净光合量，使用学习的生物学知识解决以下提高产量问题：
方法一：延长光照时间。这一方法分为相对延长和绝对延长两种。前者较长采用，在农业种植上使用_______的方式。后者在大田种植上较难实施，一是缺少廉价光源，再者是有些植物靠绝对延长光照可能得不到种子，这类植物叫_____植物。
方法二：增加光合面积。达到这一目的在农作物种植上要求_____________，过分的增加面积不但不能提高产量反而还会使产量下降，原因是___________________。另外将不同种类的植物___________种植也是增加光合面积的措施。
方法三：适宜的温度和CO2气体。目前我国大面积作用温室大棚，很好的解决冬季多种植物不能生长的问题，在温度上调整好____________更能提高产量。大棚内的施肥上多放有机肥也是很好提高产量的措施，原因是__________________。
方法四：合理施肥和合理灌溉，这里的“合理”的含义是：
①_______________________________________________________________，
②_______________________________________________________________。
方法五：使用优良的品种农作物。我们在生物学上学习过的育种方法共有__________种，其中育种时间短的是__________；技术含量最高，方向性强的是__________；细胞工程育种的最大优点是______________________________________。

以小球藻为材料做下列两组实验，根据实验回答下列问题：

实验一：小球藻在适宜条件下进行光合作用而繁殖很快。在相同培养液中，以图中的装置Ⅰ和Ⅱ（密封环境）分别培养小球藻，将两个装置都放在阳光下，一定时间后，观察装置Ⅰ和Ⅱ发生的变化。
（1）B试管中小球藻繁殖速度＿＿＿（加快/减慢/无变化），其原因是因为A瓶中酵母菌＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）C试管中小球藻繁殖速度＿＿＿（加快/减慢/无变化），其原因是因为D瓶中乳酸菌＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验二：如果用图中E试管和F试管敞开口培养小球藻，E试管用完全培养液，F试管用缺镁的营养液，研究光照强度对E．F两试管中小球藻产生氧气量的影响，结果如右上坐标图，分别用相对应的E．F两曲线表示。据图回答：
（3）P点的坐标值表示的生物学意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）Q点产生的净氧量为＿＿＿，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）当光照强度小于M时，限制F试管光合作用强度的主要因素是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（6）造成E．F两试管净氧量差异的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。请回 答下列问题：

（1）图二中的b点对应于图一中的________点，导致图二曲线在b点上升的原因是_______。
（2）图一中的C点对应于图二中的_______点，其生理含义是_______。
（3）到达图二中_______点时，植物体积累的有机物最多。i点时植物的生理状态是_______。
（4）经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会_______。（填“增加”、“减少”或“不变”）

用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理１小时，测其重量变化；立刻再光照１小时（光强度相同），再测其重量变化。得到如下结果：

组别	一	二	三	四
温度	27℃	28℃	29℃	30℃
暗处理后的重量变化（mg）*	－1	－2	－3	－4
光照后的重量变化（mg）*	+3	+3	+3	+2
* 指与暗处理前的重量进行比较，“—”表示减少的重量值，“+”表示增加的重量值

请回答问题：
（1）暗处理时，随温度升高，叶片重量________，其原因是________________________；
（2）在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为________mg，氧气产生量最多的是第
______组叶片。                    
（3）绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关？某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤：
①取生长状况一致的健康玉米未长出叶片的幼苗若干，平均分为两组，分别标记为A、B；
②___________________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________________。
实验结果和相关结论：
①____________________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________________。

Ⅰ.科学家通过对绿色植物光合作用的研究得到：①在一定条件下，绿色植物对外界CO₂的利用率为定值；②绿色植物光合作用利用的CO₂来自外界与呼吸作用两方面。现用仪器于一特定实验装置中在恒温不同光照、不同外界CO₂条件下测得如下数据：已测得呼吸作用释放CO₂为0.6umol/h，且6分子CO₂参与形成1分子有机物C₆H₁₂O₆。

注：净光合速率=实际光合速率—呼吸速率
（1）分析表中数据，实验中影响光合作用的外因有                            。
（2）当光照强度为1klx时，实际光合速率都为0.1 umol/h，原因是                     
                                                              ，此时的净光合速率为      umol/h。
（3）当光照强度为2klx时，植物对外界CO₂的利用率为           。
Ⅱ.为验证甲状腺激素对代谢的影响，某同学设计了如下实验 ：
实验材料：成年雄性小白鼠20只，鼠笼、鼠饮水器、滴喂管，含5 mg·mLˉ^l甲状腺激素的生理盐水溶液、生理盐水、蒸馏水，1000 mL广口瓶，秒表等。
实验步骤：
第一步：将小白鼠置于鼠笼内正常饲养，实验室温度保持在23℃左右；
第二步：给小白鼠每日每次用滴喂法饲给5 mg·mLˉ^l甲状腺激素溶液l mL，每日2次，连续用药1周；
第三步：1周后将每只小白鼠放入广口瓶中，把瓶口密封后立即观察小白鼠的活动，并记录其存活时间，最后根据全组动物的实验结果，计算平均存活时间。
根据以上实验步骤，完成下列问题：
（1）本实验的基本原理是                                                       
                                                                            。
（2）为增强说服力，请完善上述实验步骤中的每一步。
第一步：                                                                 。
第二步：                                                                  。
第三步：                                                                  。
（3）设计一张表格，记录实验结果。

某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验（假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响）：
实验一 将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO₂浓度，结果如图1所示。
实验二 给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO₂吸收量和CO₂释放量，结果如图2所示。

请据图分析回答：
（1）在低浓度二氧化碳时，固定CO₂能力较强的植物是      。0～25min期间，影响B植物光合作用强度的主要因素是          。
（2）当实验一从开始经过10min，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物    ，原因是                                                。
（3）若A植物在第5min时，光照突然降低，C₅含量在短时间内将         。
（4）25～40min期间两个密闭小室内CO₂含量相对稳定的原因是                    。
（5）实验二中，若给予的光照强度为x klx（a＜x＜b），每日光照12小时，一昼夜中A植物的干重将          ，B植物的干重将            。

下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、 b、c表示细胞的相应结构。请据图作答：

（1）上图中，反应过程①的场所是         ，反应过程④的场所是         。
（2）结构a中发生的能量转换过程是                   。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有                      。
（3）叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是                       。
（4）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程              
受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程              受阻。