高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

某研究小组选择一株健壮的、处于生长期的绿色植物进行了一系列探究实验：

（1）将植株置于室外一密闭玻璃罩内培养，用传感器对玻璃罩内的某种气体的含量进行24小时的检测，结果如图1。图2是该植物某～叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请据图回答下列问题：
①图1中所测气体为____    ，该植株在密闭玻璃罩内培养24小时后，有机物总量变化应为    ，判断的依据是    。
②图1中B点时的光照强度称为该植株的              ，此时图2所示叶肉细胞中正在进行的过程有____（填字母）。
（2）分别选择该植株不同比例的叶片进行完全遮光处理，在适宜光照下检测未遮光叶片的光合速率和淀粉含量，结果如下图3、4所示。

①本实验的因变量是____。
②随着遮光叶片比例上升，未遮光叶片光合速率上升、淀粉含量下降，原因是          。
③由此推测，摘除花、果实等非光合作用器官，叶片中光合产物含量____，对光合作用产生    作用。
（3）取该植株生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A（g），乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B（g），丙装置内圆片干重为C（g）。则圆片叶肉细胞的实际光合速率为       （g／h）。

请据图回答下列有关光合作用的问题。

（1）光合速度受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的________过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的________过程。
（2）在其他条件适宜的情况下，突然停止光照，短时间内C₃的浓度____________；在适宜光照条件下， 突然停止二氧化碳供应，短时间内C₅的浓度____________。
（3）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。
①在温度为10℃、光照强度大于________千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30℃、光照强度于L₃千勒克司时，光合速度的限制因素是______________。
②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L₂千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速
度。
（4）丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。
①当在________千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。
②A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖________mg。（计算结果保留一位小数。相对原子质量C—12，H—1，O—16）
③A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于________千勒克司。
（5）当光照强度为7时，比较植物A、B的有机物积累速率M₁、M₂的大小和有机物合成速率N₁、N₂的大小，
结果应分别为M₁       M₂、N₁      N₂。

下图甲表示某植物体一天中二氧化碳消耗速率和二氧化碳吸收速率的变化，图乙表示同一植物在不同温度下光合速率和呼吸速率的变化情况。请据图回答下列问题：

（1）CO₂通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供________。
（2）图甲中________时刻植物体有机物的积累量达到最大。图甲中7：00与18：00相比，C₃的还原速率较快的是________，b曲线在10：00至l2：00之间下降的主要原因是___________。
（3）乙图中最适合植物生长的温度为________，在40℃大气CO₂浓度的环境下持续光照，植物________ （填“能”或“不能”）正常生长。
（4）若在12：00时刻，植物由乙图的M点状态突然转变为N状态时，则短时间内叶绿体中C₃________ （填“增加”、“不变”或“减少”）。

在一定浓度的CO₂和最适温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度与光照强度的关系（如图一），该植物叶片的细胞呼吸与环境中O₂浓度关系（如图二）。请据图回答下列问题：
（1）图一中,影响a点上下移动的两个外界因素有______；b点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是                  ；适当提高外界温度，图中c点将向       移动。由图一可知，在连续光照条件下，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8 klx光照下10小时，然后移到黑暗处14小时，则该24小时内每50 cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的总量为            mg。
（2）图二中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得？________     ；当O₂浓度为5%时，细胞呼吸的方式为____________。

某生物探究小组对一淡水湖泊生态系统进行以下实验，请分析回答：
从该湖的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为12mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，将它们分别置于6种光照强度下（以字母A-E表示）24h后，实测获得6对玻璃瓶内溶解氧的含量，记录数据如下：

光照强度（klx）	0	A	B	C	D	E
白瓶溶解氧（mg/L）	6	12	18	24	30	30
黑瓶溶解氧（mg/L）	6	6	6	6	6	6

（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为6mg/L的原因是                    ；
（2）当某水层光照强度为C时，白瓶中植物产生的氧气量为           mg/（L·24h）；光照强度至少为          klx（以字母表示），且温度也适宜时，再增加光照强度，瓶中的溶解氧的含量也不会增加，此时限制光合作用的主要因素是            ；
（3）若将在A光照下一段时间的白瓶移置D光照，该瓶内植物细胞中的 C₃和C₅的含量变化为：             。

图1是西红柿植株叶肉细胞光合作用的过程图解。图2是同学A在圆形滤纸中央滴一滴叶绿体色素溶液，再滴一滴层析液后色素随层析液扩散得到的结果。请问答问题：

（1）光合作用相关的酶分布在             。图1中过程Ⅳ称为           。
（2）图2中，溶解度最大的是             ；能吸收蓝紫光的是           。
（3）若西红柿植株缺Mg²⁺，则与正常条件相比，④和C₅的相对含量变化依次是              。
（4）同学B探究了光照强度和光合作用速率的关系，以便为西红柿生长提供最佳光照强度。实验过程如下：取几株都有5片面积相同的叶片的西红柿植株，分别放在密闭的玻璃容器中，然后置于7种不同的光照强度下培养（不考虑光的热效应）。实验开始测定了CO₂的浓度，12小时后再次测定CO₂的浓度。实验结果如下表，请回答下列问题：

①该实验在不同光照强度下分别使用了不同的植株。这样做是否科学，请说明理由：          。
②实验结束后，将不同光照强度下的植株转移至黑暗条件下处理12h，则不能正常生长的植株有       (填组别)           。
③同学B对探究结果感到失望。他说，“我仍然不能确切地知道哪种光照强度最好？”请你为他的进一步探究提出两点建议：

下图一表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和有氧呼吸的过程，其中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程。图二、图三表示外界相关条件对植物光合作用和呼吸作用的影响。请据图回答：

（1）图一中①②③过程进行的场所分别是           、           、             。①过程中产生的[H]用于③过程             。
（2）图三中，真光合速率=净光合速率+呼吸速率。40℃时植物体     （填“能”或“不能”）显示生长现象；而5℃时的状态可用图二中       点表示。
（3）用大棚种植蔬菜时，白天最好控制光强为图二中的        点对应的光照强度，温度为图三中的       ℃最佳。
（4）如果将植物种在温室中，写出提高植物产量的措施（环境因素）（至少写2种）

如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。

请分析回答：
（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。
（2）图甲中的“a”点表示________________。如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是________。
（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从________向________方向移动。如下图所示中与c点相符合的是________。

（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________。（填“高”、“低”或“基本一致”）
（5）当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M₁、M₂的大小和有机物合成速率N₁、N₂的大小，结果应分别为M₁________M₂、N₁________N₂。

水稻叶肉细胞内发生的部分代谢过程及不同温度下光合作用强度和细胞呼吸强度的测量数据如图所示，其中1～5表示生理过程，A～D表示细胞代谢过程中的相关物质。

（1）图甲中A是__________，D是__________，在生物膜上发生的生埋过程有__________（填数字），能使ADP含量增加的生理过程有__________（填数字）。
（2）图甲结构Ⅱ内发生的能量转化是______     ____。
（3）水稻叶细胞中能产生[H]的部位有__________（填结构名称）．有氧呼吸的过程包括__________（填数字），其总反应式为__________。
（4）从乙图中可以看出，最有利于植物生长的温度为         ℃。

某生物研究性学习小组的同学对当地玉米农田生态系统进行了调查。回答下列问题：
（1）将玉米种子置于黑暗、通风、温度、水分都适宜的条件下，每天定时取数量相同的萌发种子，计算每粒的平均干重。预测种子萌发过程中干重的变化趋势是      , 有机物种类的变化是      。
（2）将该玉米幼苗置于密闭玻璃罩内，在黑暗条件下，罩内CO₂含量每小时增加了25mg；
在充足光照条件下，罩内CO₂含量每小时减少了50mg。据测定，上述光照条件下，光合作用每小时共合成葡萄糖60mg。若呼吸底物和光合产物均为葡萄糖，请回答: ① 该植物在该光照条件下通过光合作用每小时共消耗CO₂___    _mg，该植物在光照条件下呼吸作用每小时产生CO₂___   _mg。
（3）该农田生态系统中，一个生长季节收获的农作物中所含全部能量折合成葡萄糖质量为Akg，农作物细胞呼吸消耗的葡萄糖质量为Bkg，1kg葡萄糖储存CkJ能量，这些农作物在整个生长季节固定的太阳能总量是         （大于、等于、小于）(A+B)CkJ。通常采取        等措施调整能量流动关系，使农田生态系统的能量最大限度流向对人类有益的部分。
（4）通常采用         法估算该农田生态系统的田鼠种群数量。
（5）调查统计发现，田鼠繁殖能力很强，在最初一个月内，种群数量每天增加1．47%。根据      模型构建步骤，构建了田鼠种群增长模型为N_t＝N₀·λt，（其中N_t代表t天后田鼠的数量，t表示天数，λ表示倍数，N₀表示田鼠的起始数量）。由此可见田鼠在最初的一个月内的环境条件中除了食物、空间充裕、气候适宜外还必须满足       。
（6）农田中，田鼠可被鼬捕食，它们之间通过气味识别，可见信息能够        ，维持生态系统的稳定。

为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:

（1）图1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在__________、___________相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积__________ 的释放量。
（2）光合作用过程中,CO₂与C₅结合生成_________,消耗的C₅经过________反应再生。
（3）由图可知,P1 的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的________;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的________。
（4）栽培以后,P2 植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是_______。

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。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况见下图所示（A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同）。结果是A组光合作用产物的相对含量为M%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。请回答下列问题：

（1）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，这样处理的目的是_____________。
（2）该四组实验中，对照组是    组，其中A组的结果中M对应数字应为____________。（填“50”或“70”或“94”或“100”）
（3）光照期间，能进行____________（填“光反应”或“暗反应”或“光反应和暗反应”）。
（4）可以判断，单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量，依据是_________。
（5）A、B、C三组处理相比，随着____________的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时____________与再生，从而提高了光合作用中CO₂的同化量。

在春末晴朗白天，荆州市郊某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光合作用强度与呼吸作用强度之差），结果如图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）。

（1）在上图曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C₃与C₅化合物相对含量较高的是     （C₃或C₅）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色        （深或浅）。
（2）曲线b的峰值低于曲线a，其两个主要决定因素是           （光照强度、环境温度、空气中CO₂含量）。曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的        用于CO₂还原；若在棚内利用豆科植物做绿肥，可明显增加土壤中氮元素的含量，主要促进植株体内           等生物大分子的合成（填2种）。
（3）6～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内       较高。

下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO₂浓度的变化，图乙为棚内植物不同时间吸收CO₂的速率，若一昼夜中6时日出，18时日落。请据两图回答下列问题：

（1）植物细胞内与大棚内CO₂浓度变化有关的生理活动有          、           ，与此相关的两种细胞器分别是            、           。
（2）图乙中，一昼夜中CO₂浓度最高和最低的时间点分别是a时和b时，此时间点的含义是            。
（3）一昼夜中植物进行光合作用的时间是           ；植物体内开始积累有机物的时间点是           ，积累有机物最多的时间点是           。
（4）若10时的气温与夜间相同，则棚内植物在10时的光照下，1h光合作用制造的葡萄糖的量为            。（请保留一位小数）
（5）假设一昼夜中呼吸速率保持不变且12时光照最强，请在乙图中补画出12时至24时的CO₂吸收速率曲线。

0 ℃以上的低温可对喜温植物玉米造成伤害。为探究低温对不同玉米品种叶绿素含量及根系脱氢酶活性的影响，进行以下实验：
实验步骤：
①从甲、乙、丙三个品种中挑选具有2～4片叶、长势相同的玉米幼苗，平均分成三组，分别放在低温5 ℃（处理1）、10 ℃（处理2）及常温25 ℃（处理3）的环境中培养4天。
②在培养期间分别测定并记录叶绿素含量及根系脱氢酶活性。
实验结果如下图所示：

请回答：
（1）为提取玉米叶片中的叶绿素，需要在研钵中加入________（物质）。
（2）图1表明，低温处理下玉米幼苗的叶绿素含量________。
（3）经研究发现脱氢酶活性需K^＋激活。图2表明低温处理下玉米幼苗的根系脱氢酶活性________，因为低温抑制了根系的________，根细胞主动吸收K^＋所需的_______减少，导致脱氢酶难以被激活。
（4）根据图1与图2，可以判断：甲，乙，丙三个品种中________最耐低温。