高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO₂浓度变化的情况．请回答下列问题．

（1）由图1可知，甲、乙分别代表的物质是    、       ，要想使叶绿体内C₃的含量快速下降，如何改变环境条件：      ，由图1光反应中O₂的生成发生在类囊体膜内，产生的O₂扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过     层生物膜．
（2）图2中在     点光合作用速率达到最大，此时限制光合作用速率的主要环境因素是     ．
（3）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，其记录结果绘成曲线如图3．该实验的目的是：         ．

为探究大气CO₂浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO₂浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

分组及实验处理	株高（cm）	叶绿素含量 ·   （mg g^- 1）	光合速率
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV照射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV照射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）光合作用中，CO₂在            中与RuBP结合，形成的三碳酸被还原成三碳糖。这样光能就转化为糖分子中的         。
（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于              ，加快了碳反应的速率；另一方面是由于          含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比大致相等，说明CO₂浓度倍增对光合作用的影响可以       UV辐射增强对光合作用的影响。
（3）由表可知，CO₂浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO₂参与了促进植物合成生长素的           表达有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中生长素的含量。若检测结论是            ，则支持假设。

青蒿素是从青蒿中提取的药用成分，它能有效地杀死导致疟疾的元凶——疟原虫。请据图回答下列问题：
（1）疟疾是疟原虫引起的虫媒传染病，疟原虫是一类单细胞、寄生性的真核生物，它与大肠杆菌的主要区别是           。青蒿素治疗疟原虫的的原理是，青蒿素和其衍生物可以与疟原虫细胞膜表面蛋白结合干扰其蛋白的功能，使细胞膜失去          功能，从而干扰营养物质的吸收。也可以与血红素产生烷化反应，组成“血红素－青蒿素合成物”干扰疟原虫代谢，其中的血红素位于血红蛋白内，血红蛋白的必有的元素是          。
（2）下图表示在最适温度、充足二氧化碳条件下测得的青蒿植株二氧化碳吸收量与光照强度之间的关系，当光照强度达到b点时，突然增加环境中的二氧化碳浓度，C₃的含量将         （填“增加”、“减少”或“基本不变”）。bc点之间，影响青蒿植株二氧化碳释放量的主要环境因素是         。

（3）取若干大小相同、生理状况相似的青蒿植株，分组进行光合作用实验。在不同温度下分别暗处理1小时，测其质量变化，再立刻光照1小时，测其质量变化，得到的结果如上表所示，则：
①在a点的光照条件下，青蒿叶片中能产生[H]的场所是           。
②若叶片增、减的都是葡萄糖的质量，在光合作用过程中，叶绿体释放氧气量最多的是       组叶片。

在初夏晴朗的白天，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（实际光和作用强度与呼吸作用强度之差），结果如下图（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化合物相对含量较低的是________（C₃和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，11时所取叶片显色较________（深或浅）。
（2）曲线b的峰值低于曲线a，其中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的还原；若在棚内利用豆料植物做绿肥，可明显增加土壤中____     _元素的含量，主要促进植株体内__________（答出2个）等生物大分子的合成。
（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。
（4）光反应过程中，ATP中的能量来源于H⁺的电化学势能。NH⁴⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差。若将NH⁴⁺注入蔬菜叶肉细胞的叶绿体基质，ATP合成的速率将会___________。

看图回答下列有关光合作用的问题：

（1）与光合作用有关的色素主要分布在叶绿体的        上。图1表示纸层析法分离绿叶中色素的结果，条带1表示       （填色素名称），条带3和条带4中的色素主要吸收       。
（2）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图2），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b﹣a代表的是            。
（3）图3表示种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中CO₂含量的变化，图中能表示光合作用强度和呼吸作用强度相等的点是           ，一昼夜内有机物积累最多的点是           。
（4）图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响。该植物在15℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是      mg。在25℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内（15小时白天）葡萄糖的积累量是           mg。

如图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O₂或CO₂。图乙表示该植物在适宜的条件下，O₂净产量（光合作用的O₂产生量-细胞呼吸的O₂消耗量）与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：

（1）在图甲中，b可代表      ，物质b进入箭头所指的结构后与   结合，生成    和大量的   。
（2）在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有       ，在N点后O₂净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，制约其增长的内在和外在因素分别是     、      。
（3）所处图乙P点的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是            。A点时，可以发生图甲中的哪些过程（用图甲中字母表示）？        ；D点时发生哪些过程（用图甲中字母表示）？        。

下图是某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①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，图2为a物质在滤纸上分离的情况。请据图回答：


（1）物质d的结构简式是          ，①～⑤过程中，能够产生d的过程有           （填图中数字），过程②发生的场所是       。
（2）假如将该植物从光照条件下突然移到黑暗处，则在短时间内物质f的含量将会         。
（3）物质a分布在叶绿体的        ，从图2中可知，甲、乙、丙、丁四种色素中，         色素在层析液中的溶解度最大。

下图一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表示细胞的相关结构。请据图作答：

（1）反应过程⑤的场所是____________，此过程中物质[H]来自于____   _（细胞结构名称）。
（2）在环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内D～L各物质中产生量与消耗量相等的有______________（图示字母表示）。
（3）在适宜光照条件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是____________。
（4）将该细胞置于密封且其他适宜的条件下，测得密闭容器内CO₂浓度的变化情况如图二，分析图中曲线可知：_________段表明光合作用强度大于呼吸作用强度。其中BC段较AB段CO₂浓度增加减慢，是因为_____  ______。

莲藕是一种常见的水生植物，其生长状态如图所示，请回答下列问题：

（1）“藕断丝连”中的“丝”其主要成分是纤维素，构成纤维素的单体是       。藕极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相应反应所导致。将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度，原因是              。
（2）藕中气腔孔与叶柄中气腔孔相通，因此藕主要进行有氧呼吸，呼吸作用第二阶段的产物是              。在藕采收前数天，向藕田灌水并割去水上荷叶的叶柄，有利于              ，提高藕的品质。
（3）上午10点～11点，光照强度增大，叶绿体中ATP的生成量        ，产生的ATP可用于       。此时图中①处叶肉细胞产生的O₂的去向是         。莲叶高矮错落有致，有利于通过增加           来提高产量。

A图表示番茄叶肉细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化（其中数字代表过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表物质），B图为大棚中番茄叶肉细胞部分代谢过程示意图（其中数字代表物质，字母代表过程或结构）．请据图回答：

（1）A图甲过程中物质Ⅰ是    ，其在        上产生（答具体结构）；该物质用于乙过程的         阶段，该阶段所发生的场所是          （答具体结构）．
（2）B图中除了线粒体与叶绿体，还有一个细胞器a，它在吸收物质①后，体积会略有增大，这体现了膜的             ；
（3）在光照充足的条件下，B图中理论上可以完成的过程有          （用字母表示）．

为研究不同的环境条件对番茄光合作用的影响，研究小组分别给相同的番茄幼苗提供不同的温度，测定其在不同光照强度时相关数据，绘制曲线如图l。图2为其叶片的气孑L结构示意图。请回答相关问题。

（1）分析图l可知，在30℃条件下，番茄幼苗的呼吸速率为____mmol／h；番茄幼苗在温度条件下光的补偿点更低。
（2）在光照充足的条件下，更适合番茄幼苗的生长的温度是      ，此温度下光的饱和点大约是____。
（3）若番茄幼苗长期处于光照强度为2klx、温度为20℃条件下，其能否正常生长？             。
（4）图2中的保卫细胞中合成ATP的结构有            。图中箭头为细胞中水分流动的总方向，此时气孔关闭，推测此时保卫细胞可能处于      （填失水或吸水）状态；短时间内，保卫细胞中三碳化合物的含量变化是     （填增多或减少）。

选取某植物幼苗进行了无土栽培实验，右下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答相关问题：

（1）A点时叶肉细胞中O₂的移动方向是___________。研究者用含¹⁸O₂的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是___________。
（2）图中____________点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。
（3）研究者分别用12%的氧气和22%的氧气对两组幼苗的根系进行持续供氧。一段时间后，测得用12%的氧气处理植株的干重显著低于另一组，原因是____________。
（4）为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
12小时后CO2变化量（g）	-0．5	+0．1	-1．5	+0．4	-3．0	+1．0	-3．1	+0．8

（注：“+”表示环境中二氧化碳增加；“一”表示环境中二氧化碳减少）
①用编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合的目的是探究___________。由表可知，植物呼吸作用和光合作用最强的分别是第_____     _编号组实验。
②在编号为1的装置中，叶肉细胞叶绿体中ATP的移动方向是___    ________。
③现有一株某植物的叶黄素缺失突变体，将其叶片进行了红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异           （“不”或“非常”）显著。

夏季晴朗无云的某天，某种绿色植物光合作用强度变化曲线如图所示。请回答下列问题：

（1）在A点时植物细胞中会产生ATP的场所是                       。
（2）在12：00左右出现光合作用强度“低谷”，原因是此时                     。
（3）如果该植物处于密闭的空间中，CO₂ 吸收速率也如图所示，则密闭空间中CO₂ 在    点浓度最高, O₂ 在      点浓度最高。
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大）
 
①以上方案有2个不完善的地方，请指出来并加以修正。
②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片气孔开启程度    。

如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程，“→”表示物质转移的路径和方向， 请仔细观察和分析图解，并回答下列问题：

（1）图中rbcs基因表达的产物是SSU，Cab基因表达的产物是LHCP。在基因表达的过程中，图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为__________，__________，__________。
（2）图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA，Ⅴ上的基因表达的产物是LUS，物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用，则Ⅵ是__________________。
（3）据图可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位是__________，翻译发生的细胞部位是_________。
（4）据图可知，合成的LHCP参与光合作用的__________反应。由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO₂+C₅→2C₃反应的过程，则Rubisco存在于______________中。

图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。请据图回答：

（1）由图甲可知，与                            作用有关的酶对高温更为敏感。
（2）乙图中用                                  表示植物的净光合作用速率。
（3）当环境温度为40℃时，该植物的有机物净积累量为          mg/h。理论上预计，在温度为         条件下，植物生长状况达到最佳，已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线，理论上分析，如果温度改变为45℃，图中b点将向             移。
（4）乙图曲线中，当光照强度为0时，叶肉细胞中产生ATP的场所有                         。