高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

(18分)下图甲为光合作用的实验，乙为黑藻，图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间气体交换，图丁表示光强度与光合作用速率的关系。请据图回答：

(1)图丙中光反应发生[ ]＿＿＿＿中。
(2)如图甲所示，该实验的因变量是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，对应图丁曲线中＿＿＿＿。
(4)如果A点时CO₂释放量为aμmol/m².s，C点时的CO₂吸收量为bμmol/m².s，则在C点时O2的产生量为＿＿＿＿ μmol/m².s。
(5)将黑藻放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的),实验以二氧化碳的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：“若在昼夜不停的关照下，则该植物的最适宜温度是＿＿＿＿，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为＿＿＿＿＿＿＿＿。(用C0₂吸收量表示)

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

研究发现植物能对温度的变化做出适应性改变。将15℃生长的绣线菊A和绣线菊B置于10℃下低温处理一周，分别测定两种植物低温处理前后最大光合速率 、光补偿点以及叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化（表1）。


（1）酶②④位于            。
（2）结合表1数据，概括绣线菊A在低温处理前最大光合速率高于绣线菊B的原因：           。
（3）运用已有知识，结合表1数据分析低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降的共同原因是：①              ；②              。
（4）光补偿点指植物光合作用吸收的CO₂等于呼吸作用释放的CO₂时所对应的光强。据图分析，更适于在北方低温弱光环境下生存的是           。
（5）综合本题的图、表数据，表明植物适应低温的原理是_____（多选）。

A．增加细胞呼吸速率	B．降低最大光合速率
C．增加光合作用相关酶的种类	D．改变光合作用相关蛋白的表达量

在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%）、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题：

（1）请写出该植物光合作用与细胞有氧呼吸的反应式；
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是＿＿＿＿ ；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在＿＿＿＿条件下测量。
（3）由图丙可知，40°C时，植物体＿＿（填“能”或“不能”）显示生长现象；而5°C时的状态可用图甲中＿＿（填“A”、“B”或“C”）点表示。
（4）绘制下列有关曲线图：
①图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量（mol/h）表示（不考虑无氧呼吸），请在上面图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在上面图乙中再绘出无氧呼吸CO₂的释放量与O₂浓度的关系。

为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，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）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的ATP和[H]，在_______________中将CO₂转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。
（2）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          。
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中___________________________增加。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减少，___________________________降低，进而在叶片中积累。
（4）综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会          光合作用。
（5）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测          叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是           ____________________________________________________，则支持上述推测。

图1表示A、B两种植物光合作用效率随光照强度改变的变化曲线，图2表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，A植物光合效率受光照影响的变化曲线，图3代表阳生植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，请分析完成下列问题：
 
（1）图1中，在较长时间阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。
（2）图1中，在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是________________________________。
（3）图2中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”“基本一致”）。
（4）在图3中，假如C¹⁸O₂作为某一生理作用的原料，则在较强的光照条件下，图中含有¹⁸O₂的呼吸作用产物的主要去向是图3中的________途径（用图中字母表示），光合作用的反应式是             。

紫色洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶，管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶富含营养物质，如图。以洋葱为材料进行如下实验：

（1）观察植物细胞的质壁分离和复原的常用材料是_______。提取和分离绿叶中的色素，可选用_________作为实验材料。两个实验中所用材料均有颜色，色素的存在部位分别是___________，为防止绿叶中色素在研磨过程中被破坏，可加入少许_______。
（2）观察细胞的有丝分裂，装片制作的操作流程为：取材→解离→__    _→染色→制片，其中解离的目的是________。观察有丝分裂需找到______区，该部位细胞与管状叶细胞相比，其主要特点是_________。
（3）用浓度适宜的秋水仙素处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温（如4℃）处理水培养的洋葱根尖（2N=16条）时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
针对以上问题，你作出的假设是________________。
你提出此假设的依据是________________________。

下面甲表示不同密度的番茄农田中单株光合速率情况，乙某株番茄一昼夜氧气吸收量情况曲线，丙图是叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径，丁图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi（无机磷酸）。请回答相关问题．

（1）由甲图可推知，与M点相比，N点限制单株光合强度的外界因素是______________
_______（写出两种），甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意______________。
（2）测得该植物一昼夜的O₂净释放量为300mg，图中阴影部分所表示的O₂释放量_____
______（填“大于”、“等于”或“小于”）300mg．假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O₂总量是_____________mg。
（3）磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和_________的组分。在卡尔文循环中为碳反应提供磷酸基团是______________（物质）
（4）图中光合作用必须进过________轮卡尔文循环才产生的一份子的三碳糖磷酸，通过磷酸转运器___________（填大量或少量）运输出叶绿体的。

三角梅因花期长、花色艳丽在西昌城乡绿化中广泛应用．为研究盐胁迫对三角梅光合特性的影响，在不同外源NaCl浓度下盆栽三角梅，于上午9：00﹣10：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO₂吸收量尧叶绿素含量及胞间CO₂浓度的测定，结果如图．
请回答下列问题：

（1）叶绿素存在于叶绿体中，我们利用         的原理来提取绿叶中的色素；并利用各种色素在层析液中         的不同来分离色素．
（2）色素分离后得到的滤纸条上，若最下面两个色素带偏窄，可能的操作失误是         ，这两条色素带中的色素主要吸收可见光中的         光．
（3）从图1可知，当NaCl浓度超过     mmol/L时净光合速率开始显著下降，从图2和图3分析造成该现象的原因最可能是         ．实验证明，在盐胁迫下色素含量的变化主要是由于酶对叶绿素b的降解所致，对其它色素含量影响较小．用纸层析法分离 NaCl浓度200mmol/L下的叶片中色素，与正常叶片相比差异最大的色素带应位于滤纸条的        ．
（4）根据如图所示结果，你给低盐土壤种植者的建议是         ．

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）。

下图是植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中a、b表示物质，①～④表示生理过程。请据图回答（每空2分，共12分）：

（1）有光的条件下，b进入细胞后，在       中发生反应；①过程产生的[H]的作用是___________。
（2）在物质变化的同时，伴随着能量的变化。图中生理过程中能产生ATP的是     （用图中数字表示）。
（3）有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是    （用图中数字表示）。
（4）白天若突然中断b的供应，过程②中的物质            会随之增加。
（5）写出有氧呼吸的总反应式                                        。

图1表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，A植物光合效率受光照影响的变化曲线，图2代表植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，请分析完成下列问题：

（1）图1中，在e点时，叶绿体中ADP的移动方向是__________。线粒体中CO₂扩散到邻近的叶绿体中被利用至少要经过_________层磷脂分子层。
（2）图1中e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________（填“高”“低”“基本一致”）。
（ 3 ）图2中,p点_________（填“可以”或“不可以”）代表葡萄糖,因为_______________。
（4）在图2中，假如C¹⁸O₂作为某一生理作用的原料，则在较强的光照条件下，图中含有¹⁸O的呼吸作用产物的去向是图3中的________途径（用图中字母表示）;此时,在基粒上发生的能量转变是           ,光合作用的总反应式是              。
（5）从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片、抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，将记录结果绘成曲线如图3，请据此回答。
①该实验的目的是：____________________。
②从图解分析， c点以后曲线上行，其最可能的原因应该是_______________。

生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1-3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：

（1）图1表示的生理过程是有氧呼吸的      阶段，其主要的生理意义在于为生命活动            。
（2）图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是          。
（3）图3中ATP参与的主要生理过程是光合作用的                  。
（4）叶肉细胞产生氧气的场所是叶绿体                         。
（5）图1-3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是                  。
（6）图3上有几种色素         ，主要吸收         和                。

巨桉原产澳大利亚东部沿海，广泛用于人工造林，具有适应性强和经济价值高的特点。菊苣是生长在林下的高产优质饲用牧草。巨桉凋落叶分解过程中会释放某些小分子有机物。为研究这些物质对菊苣幼苗生长的影响，科研人员采集新鲜凋落的巨桉树叶，与土壤混合后置于花盆中，将菊苣种子播种其中，出苗一段时间后，测定菊苣各项生长指标，结果见下表。

分组	凋落叶含量（g /盆）	植株干重 （g /10株）	光合色素含量   （mg /g）	净光合速率（μmolCO2 /m^2/s）	C5形成C3效率（μmolCO2 /m^2/s）
对照组	0	7.78	2.74	9.77	0.040
实验组1	30	3.60	2.28	7.96	0.040
实验组2	90	1.14	1.20	4.76	0.028

（1）测定菊苣叶片光合色素含量时，常用         （试剂）提取光合色素。
（2）菊苣叶片光合作用产生的有机物（C₆H₁₂O₆）中的氧来源于原料中的            ，有机物（C₆H₁₂O₆）中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物         中。
（3）科研人员在菊苣幼苗中发现了一株叶黄素缺失突变体。将其叶片进行红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是：光吸收              ，色素带                 。
（4）实验组与对照组相比，菊苣幼苗的净光合速率         。在巨桉凋落叶含量低时（实验组1），其释放的某些小分子有机物使           ，直接导致光反应减弱；在巨桉凋落叶含量高时（实验组2），这些小分子有机物还能使               ，导致植物对        的利用下降，导致暗反应减弱。上述结果表明，巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物对菊苣幼苗的光合作用有      作用。

某同学为了验证“二氧化碳是光合作用的必需原料”，利用如图所示的简易实验装置进行了实验：装置放在光照充足、温度适宜的环境中，观察并分析实验现象。

(1)实验现象：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验结论：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)推测：在实验后期，甲瓶中的酵母菌进行细胞呼吸的方程式为________________。

如图为绿色植物叶肉细胞内发生的物质代谢系列，图中①～④为反应过程。请据图作答：

（1）进行①③过程的场所是                               ，在弱光下②过程缓慢，这是因为                                          所致。
（2）过程②发生的能量代谢是：                           。
（3）叶肉细胞在③④过程中产生能量最多的是               。
（4）当这个细胞的有机物积累量为零，表明①②③④过程关系是①+②的合成速率     （大于、小于、等于）③④的分解速率，此时③④生理活动的方程式为：
                                                                              
（5）在强光下，③过程产生的二氧化碳物质会迅速扩散到哪里？                    。
为什么？                                                            。