高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

在盛有稀葡萄糖液的A、B玻璃管内加入不同的单细胞真核生物，敞口放在光亮处，每隔1小时测定葡萄糖液的浓度和酸碱度(pH值)，前3小时数值变化如图所示。再撤去光照，重复上述测定工作又历经3小时。请回答：

(1)液面呈绿色的是_________管。理由是_______。
(2)在最初3小时内，A管中的葡萄糖液浓度不下降的原因是___________。
(3)在撤去光照后3小时内，两支玻璃管中葡萄糖浓度和pH值将发生怎样的变化？用画图表示。

请回答下列与碳素有关的问题：
（1）下面是发生在紫硫细菌体内的生化反应，据此判断其同化作用方式为_____________。
CO+2HS→（CH2O）+2S+HO
（2）北方农村常建造塑料薄膜温室在冬季栽培蔬菜。某温室从下午4点开始持续密封48小时，测得温室内CO体积分数的变化情况（如图所示）。

曲线b~c段大幅度下降的原因是______________，c~d的成因是___________。检测结果表明，要提高温室的产量必须定时通风，你认为每天通风的时间最好选在曲线_________区段相对应的时间内进行。
（3）温室生产过程中施用有机肥比单纯施用化肥具有明显的增产效果，试从碳素营养的角度分析其中的原因：_____________________________________。

请根据右图结合所学生物学知识回答下列有关问题：
（1）如果横坐标表示氧气浓度，纵坐标表示呼吸作用强度，那么当草履虫和乳酸菌在培养液中混合培养时，图中曲线A代表的生物是         ，曲线B代表的生物的代谢类型是        。
（2）如果横坐标表示温度，纵坐标表示氧气的相对消耗量，那么当小白鼠和青蛙从25℃的环境中转移到5℃的环境中时，图中曲线A代表的生物是        ，曲线B代表的生物此时分泌的肾上腺素和甲状腺激素的量会        ，皮肤血管血流量会        。
（3）如果横坐标表示时间，那么
①在蛙的受精卵发育到囊胚的过程中，曲线         代表单个细胞体积的变化趋势，而曲线          代表着DNA总量的变化趋势。
②将洋葱表皮细胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中，随着时间的推移，代表原生质层体积变化趋势的曲线是        ，代表细胞吸水能力变化趋势的曲线是        。
③光照下正常生长的某绿色植物，若停止光照，其他条件不变，则一定时间内叶绿体中三碳化合物和五碳化合物的变化趋势可分别用曲线        、        表示。
④把一定数量的谷氨酸棒状杆菌接种到恒定容积的液体培养基中培养，次后不再施加人为因素的影响，则曲线        代表溶液pH的变化趋势，曲线        代表溶液温度的变化趋势。在发酵工程中为了提高谷氨酸的产量，你认为可采取哪些措施（至少列出三条）？

植物叶面积指数与细胞呼吸、总光合作用量、干物质积累量有密切关系（如下表数据所示）。所谓叶面积指数，是指单位地表面积上植物叶片的面积数量。请分析完成下列问题：

叶面积指数（cm^2/cm^2）	1	2	3	4	5	6	7	8
总光合作用量（%）	12	35	58	76	85	92	93	93
呼吸量（%）	8	25	30	45	50	68	93	97

（1）试说明叶面积指数与干物质积累量之间的关系：________________________________。
（2）当叶面积指数大于6时，总光合作用量几乎不再增加，限制其增加的主要是________等因素。草原植被干物质积累量几乎与________呈正相关。从能量流动的角度看，________________________将会使植被干物质现存量小于干物质积累量。
（3）若上表为森林生态系统的相应关系，则保持叶面积指数为________时，进行合理开采利用是最为合算的。
（4）研究发现大气中CO₂浓度夏季下降，冬季上升（特别是北方取暖地区空气中明显）。从碳循环的角度看，引起这种季节差异的原因可能是________________________等。

红外线CO₂分析仪可用于测定混合气体中CO₂的浓度及其变化量。将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的叶室内给以适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用速率。右图示光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况，A～E是曲线上的点，请分析完成下列问题：

（1）图中光合作用增长率最大的是________段，光合速率最快且CO₂浓度最低的是________点对应的值。
（2）若测定玉米的成熟绿叶组织，预计图中AB的斜率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。大田生产上，可通过________、________等措施保证CO₂的供应。
（3）若用该装置和无色纱布测定叶片净光合速率与光强的关系，则主要实验设计思路是：________________________________。

如下面所示，图一为叶绿体结构与功能示意图，图二表示一株小麦叶片细胞内C₃相对含量在一天24小时内的变化过程，请据图分析：
     
图一                       图二
（1）图一应为________下观察到的结构图。在a中发生的反应称________，参与此反应的特有物质有________。
（2）能溶解于丙酮中的是存在于a结构的________，其中决定叶片绿色的是________。
（3）从________点开始合成有机物，至________点有机物合成终止。
（4）AB段C₃含量较高，其主要原因是什么？________________________________。
（5）G点C₃含量极少，其原因是什么？________________________________。
（6）G点与F点相比，叶绿体中NADPH含量较________（填“高”或“低”）。

为了研究环境因子光照、CO₂的不足分别对光合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片，并使之下沉于水中，在不同条件下根据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。请完成下列问题：
（1）浸没于水中的叶圆片上浮的原因是________________________________。
（2）实验假设：________________________________。
（3）实验组1：取三角瓶，编号A，加入新制冷开水；再加入一定量NaHCO₃粉末，令其在水中溶解；用黑纱布包裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温；放入下沉小叶圆片10片，将三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间或一定时间内上浮叶片数。
请写出实验组2设计的主要思路：________________________________
________________________________。
（4）设计记录结果的表格：

   光和叶绿体是绿色植物进行光合作用的重要条件，淀粉是绿色植物进行光合作用的主要产物。要验证绿色植物进行光合作用需要光和叶绿体，根据提供的实验材料和用具，补充完整实验步骤和实验结果，并分析回答有关问题。

（1）材料用具：银边天竺葵（叶边缘呈白色，无叶绿体），黑纸片，打孔器，白纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液，回形针。
（2）方法步骤：
①_________________________________________________________________________。
②把黑纸片用回形针夹在绿色部位上，然后把植株放在阳光下照射4～6 h。
③剪下此叶片，用打孔器分别在A____________部位、B____________部位、C____________部位各取一个叶圆片（如上图所示）。
④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中，热水浴加热，脱色，清水中漂洗。
⑤____________________________________________________________________________。
（3）预期结果：A__________________；B__________________；C__________________。
（4）分析问题：
①要证明光合作用需要光，需比较和_______________，其中对照组是_____________。
②要证明光合作用需要叶绿体，需比较和_____________，其中对照组是____________。

下图甲、乙分别是改变光照和CO₂浓度后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。请分析回答下列问题：

甲

乙
（1）写出光合作用的反应方程式：____________________________________。
（2）图甲中，曲线b表示什么？为什么在无光照时含量迅速下降？
（3）图乙中，曲线a表示什么？为什么在CO₂浓度降低时迅速下降？
（4）由上可得出光照强度及CO₂浓度与光合作用速度有何关系？

用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验。请分析回答下列问题：

（1）实验A中离体叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠所起的作用是___________________。若要使该实验中没有糖类产生，烧杯中液体应改为___________________。
（2）若要使实验B中离体叶绿体内糖类合成速度明显加快，在光照和CO₂条件不变且适宜的情况下，可考虑采用___________________的方法。
（3）若要使实验C中离体叶绿体产生糖类，锥形瓶内至少应加入___________和__________。
（4）科学家鲁宾和卡门利用小球藻作实验材料，用¹⁸O分别标记H₂O和CO₂，最终证明光合作用释放的O₂来自H₂O；科学家卡尔文用¹⁴C标记CO₂供小球藻进行光合作用，探明了卡尔文循环途径。以上科学家在实验中共同使用了___________________技术。
（5）在实验A中，如果所用的水有0.48%含¹⁸O，CO₂中有0.68%含¹⁸O，释放的氧气中含¹⁸O标记的氧原子比例为___________________。

植物生理学家对植物的光合作用和细胞呼吸作用进行了大量的研究，图甲表示光合作用和呼吸作用之间的密切关系，图乙表示温度对某植物CO₂吸收与释放量的影响，请回答下列问题。

甲

乙
（1）过程①发生的能量变化是___________________。农业生产上使用的薄膜如果是绿色的，则不利于提高大棚蔬菜的产量，原因是_____________________。
（2）甲图中过程②④⑤发生的场所分别是___________________，过程②除了图中的条件外，还需要的条件是___________________。
（3）乙图中A点时，植物的光合作用强度是否达到了最大值？___________________；A～B段CO₂吸收量逐渐下降的原因是______________________________________。
（4）研究证明，光合作用达到最强时的温度，并不能使植物细胞呼吸强度达到最大，简要解释原因：_________________________________________________________。

如下图所示为正在生长的绿色植物的物质代谢过程中光合作用与呼吸作用两者间的关系，根据图示分析回答下列问题

（1）1过程在发生的能量变化是             。
（2）请问供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是    。 产生能量最多的过程是    （填代号）。
（3）请分析下列实验，并在横线处填写代号。
将一盆在阳光下正常生长的植物迅速移入暗室，立刻停止的过程是     ，稍候     过程也随着停止。一段时间后，又迅速移到阳光下，上述2个过程先开始进行的是     。而在此实验中，始终不会停止的过程是     。
（4）根据实验测定，黄豆种子在萌发时释放的CO₂比消耗O₂的量高出4倍，结合图解对这一现象的解释是：                                                             。

根据题目要求回答下列问题：
Ⅰ.下图甲表示植物的光合作用与细胞呼吸之间的关系；图乙是测定植物在不同光照强度下的光合作用强度曲线。请分析回答：

（1）图甲中过程①是在                     上进行的；过程④进行的场所是                                。
（2）影响图乙中a点上下移动的主要外界因素是           ；在c点时，ADP在叶绿体中的移动方向是                                         。
（3）若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，图乙表示该植物在25℃时光合作用速度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃（原光照强度和二氧化碳浓度不变），请在图中画出相应的光合作用速度与光照强度关系的曲线（要求用a′、b′、c′标明a、b、c三个点变化后的位置）。
Ⅱ.某课题研究小组为探究生长素类似物——萘乙酸（NAA）的生理作用，用玉米试管苗进行了相关实验，实验数据如下：

浓度（mg/L）	平均每株生根数（条）	平均根长（cm）
0.2	7.8	10.0
0.3	7.4	9.6
0.4	6.3	9.4
0.5	5.9	8.5

（1）由上表可知，此实验的目的是探究                                             。
（2）从表中数据能否确认0.2 mg/L即是该实验最适宜的浓度？         （填“能”或“不能”）。理由是                                  。
（3）萘乙酸是生产上常用的生长素类似物，除本实验的应用外，请写出生长素类似物在农业生产中的另外两个方面的应用：               ；          。

在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答以下问题：
（1）光合作用在叶绿体内进行。下图甲、乙是一科研小组绘制的某植物光合作用强度与环境因素之间的关系。请据图分析回答：

①甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合作用强度与光照强度和温度的关系。光照强度影响光合作用强度，主要是影响               阶段，当光合作用强度达到最大值时，此时限制因素最可能是叶绿体中的                 。在温度为10℃、光照强度大于     千勒克斯时，光合作用强度不再增加。当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克斯时，光合作用强度的限制因素是                                。
②如果在阴雨天气，温室内光照强度小于5千勒克斯，采取什么措施可以有助于提高农作物产量（有机物积累量）                               ？
（2）进行正常光合作用的叶片，如果在叶绿体中的NADPH和NADP⁺含量相等的情况下，突然停止供给二氧化碳，请在丙图中绘出叶绿体中NADPH含量的变化曲线。

（3）有人对小麦的产量与播种量的关系进行了研究，结果发现：小麦产量并不随作物播种密度的增大而无限增大，作物播种密度增大到一定值后，产量不再增加或下降。请从环境因素对叶绿体和线粒体生理功能影响的角度分析，产生上述现象的原因是      。
（4）现提供下列实验用品：分别从新鲜叶片中提取完整的线粒体悬浮液和叶绿体悬浮液，丙酮酸溶液、碳酸氢钠溶液、试管、光源、澄清的石灰水、卫生香、火柴等，请设计实验验证：线粒体内发生细胞呼吸过程产生二氧化碳和叶绿体内发生光合作用产生氧气。
实验设计：
步骤一：                                                                                     。
步骤二：                                            。
预测实验现象：                                  。
实验结论：                                                                                       。

某转基因作物有很强的光合作用强度。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。

Ⅰ.实验步骤
（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤是：
①甲乙两装置的D中都放入             ，装置乙作对照。
②将装置甲、乙的玻璃钟罩                处理，放在温度等条件相同的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：
①甲、乙两装置D中放入                                          。
②把装置甲、乙放在                                               。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
（3）实验操作30分钟后，记录甲装置红墨水滴移动情况：

		实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物 呼吸作用	甲装置	（填“左移”或“右移”）1.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米
测定植物净 光合作用	甲装置	（填“左移”或“右移”）4.5厘米
	乙装置	右移0.5厘米

Ⅱ.实验分析：
假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g。那么该植物的呼吸作用速率是       g/小时；白天光照15小时，一昼夜葡萄糖的积累量是      g。（不考虑昼夜温差影响）