高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下表列出了教科书部分实验的材料、实验内容，请回答下列有关问题：

组别	材料	实验	观察内容
1	蛋清		溶液颜色变化
2	细胞	30%的蔗糖溶液和清水	原生质层与细胞壁
3	菠菜	二氧化硅、       、无水乙醇	叶绿体色素的提取
4	某种植物枝条	萘乙酸	生根数量和长度
5	洋葱根尖	解离液、清水、龙胆紫等	细胞分裂各时期的图像

（1）某同学做第1组实验时，若要探究蛋清中是否含有蛋白质，可用         试剂进行检测。
（2）某同学做第2组实验时，为了较好的观察效果和简单的实验操作，通常会取       细胞作为实验材料。
（3）第3组实验中，表格中缺少的试剂是          。若提取出的色素颜色较淡，其可能的原因是         。
①研磨不充分，色素未能充分提取出来   
②无水乙醇加入过多，稀释了色素提取液
③无水乙醇加入量太少，色素未提取出来  
④菠菜不够新鲜
（4）在第4组实验中，需要增加一组有关蒸馏水的实验，其作用是             。
（5）在第5组“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”实验中，装片制作的流程为             。

下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题。

（1）光合作用产生的0₂来源于____的分解，该分解反应发生于____（场所）。该植物一昼夜的0₂净释放量    （填“大于”、“等于”或“小于”）乙图中阴影部分所表示的0₂释放量。
（2）与甲图A点相比，B点对应的乙图中的C点将向     （左或右）移动。由甲图可知为了提高单位土地面积的产量，在栽培作物时需要____。
（3）土壤中无机盐也将影响A、B两点对应的速率，其中____（回答2种）是通过影响叶绿素的含量来影响光合作用速率的。

如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙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，图丙表示农田一昼夜的温度变化Ⅰ，光照变化Ⅱ和植物有机积累Ⅲ数据绘成曲线图，请据请据图分析：

（1）图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则B、D依次是____    。
（2）在图甲Ⅰ中发生的反应为Ⅱ中发生反应提供__     ，Ⅱ中发生的反应为Ⅰ中发生反应提供         。
（3）图乙中，从________点开始合成有机物，至________点有机物合成终止。
（4）图乙E点与D点相比，叶绿体中[H]含量较________（填“高”或“低”）。
（5）图丙d处凹陷，原因是温度太高，叶片气孔关闭，_________吸收数量减少，影响光合作用_________反应的效率。
（6）图丙a处凸起，原因是__     __。

为了探究某种植物的一些生理特征，研究人员做了一系列的相关实验。下图是在不同的光照条件下测定的其光合作用速率变化情况。请分析回答下列问题：

（1）从图中a～b段可以看出，限制叶片光合作用速率的主要环境因素是       。若其他条件不变，对类胡萝卜素而言，有效辐射的光主要是          。
（2）图中i点时，叶肉细胞内合成［H］的场所有            。
（3）经测定，晴天遮光条件下该植物的CO₂释放速率为0．6μmol·m^-2·s^-1，则g点时该植物的O₂产生速率为           μmol·m^-2·s^-1。
（4）每分子叶绿素含有一个Mg²⁺，可被H^＋、Cu²⁺等置换。在用该植物的绿叶做“色素的提取与分离”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加      的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu²⁺的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是       。
（5）该植物收获后的果实可以采用              （填植物激素名称）进行催熟。经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比例为1:3．1:11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内这些物质含量比例变为1:3．1:21．7。据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是            。

某油料植物细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有下图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油植物(即产油率由原来的35%提高到了58%)，请回答下列问题：

（1）基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有__________。
（2）分析上图可知，该油料植物含油量提高的原因是________的形成抑制了酶b合成过程中的__________阶段。该图也表明，基因可通过控制__________，进而控制生物体的性状。
（3）该油料植物的花色有白（A）、黄（a）之分，种子中芥酸含量有高、低之分（用B、b表示），这两对性状独立遗传。

F1性状	白花	黄花	低芥酸	高芥酸
数量（个）	501	491	783	246

①用两株油料植物亲本杂交，F₁性状及比例如上表，则亲本的基因型是__________，这两株亲本产生的杂合子占后代的__________。
②用表现型为黄花高芥酸的植株产生的花药进行离体培养，若得到两种表现型的单倍体，原因可能是__________。
③在该油料植物叶中，有的细胞具保护作用，有的细胞具输导作用，有的细胞进行光合作用，产生这种现象的直接原因主要是__________。

为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO₂浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67．5 s；光合作用产物的相对含晕为50％。
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7．5 s；光合作用产物的相对含量为70％。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3．75 ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94％。
D组（对照组）：光照时间为l35 s；光合作用产物的相对含量为100％。
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_________（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是_______________；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要__________，这些反应发生的部位是叶绿体_______________。
（2）A、B、c三组处理相比，随着______________的增加，使光下产生的_________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO₂的同化量。

图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞，它可调节气孔的开闭．研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中，研究光照强度与光合速率的关系，结果如图2所示。请回答：

（1）在黑暗条件下，保卫细胞中合成ATP的场所有         。
（2）从图1中可以看出两个细胞贴近部分的细胞壁较厚，伸缩性较小，外侧部分较薄。图1所示箭头为炎热夏季中午细胞中水分流动的总方向，这时气孔        ．此时，主要影响叶肉细胞中光合作用的反应。叶肉细胞内C₃、C₅的含量变化分别是 __________、__________。
（3）据图2分析，在1klx的光照条件下，该叶片在5小时内由光合作用产生的O₂量约为      mL。影响A点上下移动的外界因素主要是 __________。
（4）其他条件不变，若以CO₂吸收量为观测指标，请在下图中画出该植物在密闭容器内CO₂吸收量的变化曲线。

对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题。

（1）图1表示植物叶肉细胞内两个重要生理过程中C、H、O的变化．请据图回答：
①图中甲、乙生理过程所发生的场所分别是          、           。
②在光合作用的发现历程中，鲁宾和卡门探明了O₂的来源，卡尔文探明了卡尔文循环途径。以上科学家在研究中都使用了           技术，请用箭头表示暗反应过程中¹⁴C的转移途径：¹⁴CO₂→           。
（2）由图2可推知，与P点相比，Q点限制番茄单株光合作用强度的外界因素最可能是      、       。
（3）种植番茄的密闭大棚内，一昼夜空气中的CO₂含量变化如图3所示。若番茄长期处于图3所示的环境条件下，其能否正常生长？        ，原因是            。图3曲线中表示番茄光合作用强度与呼吸作用强度相等的点为       （图中字母表示），含有机物最多的点为      （图中字母表示）。在图3的B→D段，叶绿体内ADP的移动方向为               。
（4）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图4），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）。
则12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量为         g（用字母表示）。

下图1是甲、乙两种植物单位时间内吸收与释放CO₂的量随光照强度变化的曲线。图2是甲植物在不同CO₂浓度下单位时间内吸收与释放CO₂的量随光照强度变化的曲线。图3是植物光合作用过程，其中P、Q表示相关反应的场所，数字代表反应中的物质。


（1）植物[  ]在弱光条件下比强光条件下生长更好。
（2）图1中的“a”点表示________。如果以缺镁完全营养液培养甲植物幼苗，则b点移动方向是________。
（3）在图1中的c点时，图3叶绿体中ADP的移动方向是       ______（用图3中箭头和字母表示），此时光合作用所需的CO₂的来源是             。
（4）若将图2中g点光照强度改为e点强度，则短时间内甲植物叶肉细胞中⑥（图3中）的含量将________，用文字和图3中的数字编号解释原因              。
（5）当光照强度为d时，比较植物甲、乙有机物合成速率N₁、N₂的大小，结果应为N₁___ N₂（填<、=、>）。

完成下面的概念图

A             B           
C             D           

请回答下列有关呼吸作用和光合作用的有关问题：
I、线粒体是有氧呼吸的主要场所，科学家在研究线粒体组分时，首先将线粒体放在低渗溶液中获得涨破的外膜，经离心后将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开。再用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，然后用尿素处理这些小泡，实验结果如图所示。请分析回答：

（1）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是_____________。用___________方法能将外膜与内膜及其它结构分开。线粒体基质中可能含有_____________（填字母）。
a．DNA 
b．丙酮酸 
c．葡萄糖 
d．染色质 
e．核苷酸 
f．RNA聚合酶
（2）研究发现，在适宜成分溶液中，线粒体含F0—F1内膜小泡能完成有氧呼吸第_______阶段的反应，其反应式为______________。
II、现有一个如图所示的装置，A是活塞，B是玻璃罩，C是某植物，D是碳酸氢钠溶液，E是红色水滴，F是带刻度尺的水平玻璃管，小明同学将上述装置放在光照、温度处于严格的最适状态，24小时后读取读数。装置红色液滴对应的初始刻度为0，实验结束后的读数记为X，零刻度右侧记为正值，零刻度左侧记为负值。请回答下列问题：

（1）如果小明同学要利用该装置测该条件下植物的净光合速率与真光合速率的变化情况，还应做如下改动和添加相关装置（注：真光合速率=净光合速率+呼吸速率）。
①还要测出该条件下植物的呼吸速率，应将装置置于黑暗中，且该装置中D里的溶液应改为       。
②为了平衡无关变量的影响，减小实验误差，还需添加一个相同装置，但该装置中的C应改为       。
（2）小明同学将他测量呼吸速率装置的读数记为Y，对照组的读数记为Z。则选用X、Y、Z来表示该植物的真光合作用速率应该为___________每天，净光合速率应为___________每天。

为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，某研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO₂固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。

（1）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率_______________。本实验中对照组（空白对照组）植株的CO₂固定速率相对值是             。
（2）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中                    增加。
（3）已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量和输出量均             。根据图1图2信息可知，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低的原因是                                 。
（4）下图为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。30℃时，棉花净光合速率是
      molmg叶绿素·h。

图1表示在适宜条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系；图2表示该植物叶肉细胞中两种细胞器在不同光照强度下的生理状态．

（1）图1中，影响c点左右移动的主要外界因素是     ；适当提高外界温度，图中d点将向       移动．
（2）由图1可知，在光照强度大于       klx时，植物才会表现出生长现象．在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为         mg．
（3）图2中细胞器①利用CO₂的场所和细胞器②产生CO₂的场所分别是           、；对该植物来说，图1中四种不同光照强度（a、b、c、d对应光照强度）对应图2中的状态依次是               。

下图是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验的结果，请回答下列问题：

（1）图l甲中的P点与Q点相比，限制单株番茄光合强度的外界因素是_____（写出两种），因此在大田栽培农作物时要注意_______________。
（2）乙图示密闭番茄大棚内的CO₂浓度变化。在曲线_____段，番茄积累有机物在___点，番茄的光合速率等于呼吸速率;判断一昼夜内番茄能够生长的依据是________________。
（3）增施农家肥可以提高大棚作物产量的原因是_________________。

将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中，并控制每天8：00～24：00为光照培养阶段，0：00～8：00为黑暗培养阶段，其他条件适宜。测量一天内恒温箱中CO₂浓度的变化，结果如下表所示，请分析回答下列问题。

（1）光照培养阶段CO₂浓度下降的原因是                          ，在叶肉细胞中利用CO₂的具体部位是                        。
（2）12：00～24：00时间段，幼苗有机物的积累量为              ，据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的措施是                             。
（3）8：00～24：00时间段幼苗细胞内产生ATP的场所是                       ，24:00停止光照，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C₃含量的变化是          。
（4）整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是                          ，影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是                     。
（5）若给该密闭容器通入C¹⁸O₂，一段时间后装置内出现了¹⁸O₂，请用文字或图解简要说明该过程：