高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

20世纪60年代，澳大利亚两位科学家用¹⁴C标记的14CO₂供玉米光合作用，发现了另一条有机物合成途径（如图1）。研究发现，玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞中都有叶绿体，但只有后者的叶绿体中有淀粉生成。图2表示玉米、水稻在适宜温度和光照条件下，光合速率与外界CO₂浓度的关系曲线。请根据图文信息分析回答：

（1）科学家研究该途径运用的科学方法是________；玉米进行光反应、固定CO₂的部位分别在________________、________________。
（2）图1中，CO₂固定的最初产物为________________；叶肉细胞和相邻维管束鞘细胞之间通过________（填结构）进行物质交换。
（3）热带植物光合作用大多具图1途径，它们的叶肉细胞中催化过程①的酶活性很高，能保证维管束鞘细胞中的高CO₂浓度，以适应高温、高光强的热带环境。据此分析图2中最有可能代表玉米的对应曲线是________________，判断依据是________________。

将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，如图曲线表示该容器内氧气量的变化情况。请回答下列问题：

（1）小麦叶肉细胞中合成ATP的场所有    　　                  。
（2）B点时，叶片的光合作用速率         （填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
（3）A点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的量将                   。
（4）0～5min时，密闭容器内氧气量减少的原因是_____________。5～15 min时，密闭容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为_______________________________。
（5）如果小麦的呼吸速率自始至终不变，则在5～15 min，小麦的平均光合作用速率(用氧气产生量表示)是___________mol／min。

下图甲表示A、B两种植物在光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO₂浓度变化的相应特性；图乙示Cu²⁺对脐橙幼苗气孔导度的影响结果，其中气孔导度大小与气孔的开放程度呈正相关。据图判断：

（1）甲图中，在CO₂浓度为300µL·L^-1(接近大气CO₂浓度)时，光合强度较高的植物是_____  。
（2）若将甲图中两种植物幼苗置于同一密闭的玻璃罩中，在光照等其他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受影响的植物是_____。当植物净吸收CO₂量为0时，表明植物_____。
（3）研究表明，0.1μmol•L^-1的Cu²⁺处理使脐橙叶片后光合速率大于对照，根据乙图曲线分析，可能的原因是_____。此外，研究表明低浓度Cu²⁺还能促进叶片光合色素的形成，有利于_____反应的进行。

菊苣是生长在林下、高产优质的饲用牧草。巨桉凋落叶在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，科研人员先将长势一致的菊苣幼苗移植到巨桉凋落叶含量不同的土壤中，一段时间后测定菊苣各项生理指标，结果见下表。请分析回答：

（1）菊苣幼苗细胞内参与光反应、暗反应的酶分别分布在叶绿体的  、  。
（2）实验组1与对照组相比，菊苣幼苗的净光合速率。可能的原因是：土壤中的巨桉凋落叶释放的某些小分子有机物使   含量降低，直接导致     反应减弱。
（3）实验组2与实验组1相比，菊苣幼苗净光合速率受影响的原因还可能是：当    时，其释放 的高浓度小分子有机物能抑制酶活性或影响 的过程，使暗反应中的   过程受阻，导致 光合速率下降。

下图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表示细胞的相应结构。请据图作答：

（1）上图中，反应过程①的场所是____________，反应过程④的场所是____________。
（2）结构a中发生的能量转换过程是___________________________________。在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有
______________________________________。
（3）叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是______________（填序号）。
（4）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程_____（填图中①～⑤）受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程_____（填图中①～⑤）受阻。

下图表示叶绿体中光合作用过程，其中①表示结构，②③表示物质。请回答下列问题：

(1)图中①表示         ，②表示         。
（2）光反应过程中，水在光下裂解产生         和氧气。碳反应生成的三碳糖大部分运至叶绿体外，转变成         供植物体所有细胞利用。
（3）光合作用正常进行时，若光照突然减弱，则在较短时间内叶绿体中RuBP的含量将         ，其主要原因是         。
(4)研究小组探究不同浓度的NaCl溶液对某种幼苗光合作用的影响，获得的实验数据见下表。

(注：表观光合速率是指在光照条件下，植物从外界环境吸收CO₂的速率）据表中数据，在答卷的指定位置建立坐标系并在坐标系中绘出表观光合速率变化曲线。

寒假期间，某中学生物兴趣小组同学探究了不同CO₂浓度对番茄幼苗生长的影响，数据分析如下：图1所示番茄幼苗光合作用强度增长率随外界CO₂浓度变化曲线图；图2所示番茄幼苗某叶肉细胞在外界CO₂浓度分别为a、b、c、d时，单位时间内叶肉细胞CO₂释放量和叶绿体O₂产生总量的变化图；实验过程中，其他环境条件均适宜。

（1）据图1回答，在D点时，番茄幼苗叶肉细胞中消耗[H]的场所有                  ，限制D点光合作用速率的主要环境因素是             ；C点和B点相比，叶绿体中ADP的含量___________(填“较低”“相等”或“较高”)。
（2）图2中，当CO₂浓度为b时，叶肉细胞的光合作用强度增长率对应图1中的     段（用字母表示）；当CO₂浓度为c时，单位时间内该叶肉细胞可释放          单位的氧气，一段时间后番茄幼苗生长表现为      （填“生长受抑制”、“不生长”或“正常生长”）。
（3）已知番茄幼苗光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到30℃，图1中的D点将           （填“向左”或“向右”）移动；图2中c对应的柱状体高度将        （填“升高”或“降低”）。

为研究水杨酸(SA)对水稻幼苗抗寒能力的影响，研究者用0.5  mmol/L的SA喷洒水稻幼苗叶片，同时设置对照实验，低温处理1天后测定有关数据(下表)。请回答：

	总叶绿素含量(mg/g)	胞间CO2含量  (μmol/mol)	净光合速率[μmol  CO2/(m^2·s)]
对照组	1.71	408.89	1.54
实验组	2.12	288.67	2.69

(1)本实验中对照组的处理是____________________________________________________________________。
在测定各项生理指标时，每个处理均需设________实验，取平均值，以提高实验数据的可信度。
(2)叶绿体的类囊体分布有________________________________________________________________________，
SA在低温条件下能保护光合器官，提高光合速率。据表中数据分析：①____________________________，有利于光反应进行；②实验组CO₂的吸收量比对照组________，有利于______________。
(3)某同学要初步探究两组水稻幼苗新鲜叶片中色素的种类及相对含量，采用________法分离色素。如果滤纸上的色素带颜色较浅，其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为进一步研究SA在低温条件增强水稻幼苗光合性能的最适浓度，请简述实验设计思路。

图2－4－6中甲、乙、丙图分别代表温度、光照强度和CO₂浓度对某植物代谢的影响。请据图回答问题：
 
甲                           乙

丙
图2－4－6
(1)若图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对该植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响，则其中的________(填“实线”或“虚线”)表示真正光合作用速率。比较两曲线可看出，与________有关的酶对高温更为敏感，如果温度为30  ℃、光照充足时，该植物吸收CO₂的相对量为________。
(2)对于图乙和图丙而言，与图甲的两曲线交点含义相同的点分别是____________________。当细胞间隙的CO₂浓度处于x～z段时，随着CO₂浓度的增加，叶绿体内固定CO₂的反应速率______________。当CO₂浓度大于z时，限制光合作用的外因主要是________________________________________(至少写出两个)。
(3)如果将该植物放在一个密闭的装置中，并将该装置进行黑暗处理，测得CO₂释放量＞O₂吸收量＝0，则该植物中进行的相关反应式为：________________________________________________________________________。

图1表示某适宜温度条件下，植物CO₂的吸收速率与光照强度的关系。请据图分析回答下列问题：

(1)当光照强度为a时，A植物的呼吸强度比B植物的呼吸强度________，A植物光合作用消耗CO₂的速率是________mg/(m²·h)，消耗的CO₂用于光合作用的________阶段。
(2)A和B两种植物，适宜在弱光条件下生长的是__________________；当光照强度为b时，限制A植物光合作用的主要因素是______________；此时叶绿体中ADP的运动方向是________________。
(3)当光照强度为b时，A植物照光X小时，然后黑暗12小时，能够使叶片干物质的量和处理前一样。则X＝________。
(4)某兴趣小组为了研究光合作用进行的条件和场所进行了如下实验：
选一盆银边天竺葵(叶边缘呈白色)，在温度适宜的情况下，预先放在黑暗中48小时，再用黑纸将叶片左侧上下两面夹住，然后把天竺葵放在阳光下照射6小时，剪下此叶片，用打孔器分别在该叶片不同部位取下①、②、③三个圆片，放在酒精溶液中加热脱色，再放入清水中漂洗，取出后加碘液。请依据上述信息及图2，回答下列问题。
a．将银边天竺葵放在黑暗中的目的是_____________________________________；
b．叶圆片①和②对比，说明_____________________________________________；
c．叶圆片②和③对比，说明____________________________________________。

下图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，甲、乙代表两种细胞器，①～⑦代表各种物质。图2表示该植物叶片CO₂释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量。据图回答下列问题：

（1）图1中甲、乙两种细胞器的膜面积都很大，甲、乙分别通过     、   增大了膜面积。图中⑦在乙中反应部位是    。
（2）若该绿色植物长时间处于黑暗状态中，则图l中“⑥→⑤→⑥”的循环能否进行？         ，原因是                                     。
（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2为CO₂浓度一定、环境温度为25℃时，不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度。
①当光照强度处于图2中0-D间，光合作用有机物的净积累量为          （用图中符号表示），光合作用合成的有机物的量为            （用图中符号表示）。
②请在图2中用虚线绘出环境温度为30℃时，光合作用强度随光照强度的变化曲线。
（要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置）
（4）科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明磷肥的施用量与茄子的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图，请完善下列探究实验的相关内容。

实验目的：探究磷肥施用量对茄子果实产量的影响。
材料用具：不同浓度的磷酸二氢铵溶液（本实验NH+对实验结果的影响可忽略），用相同的碎木屑和土壤浸出液栽培的210株长势相同的茄子幼苗。
实验步骤：
第一步：将210株茄子幼苗随机分成      组并编号；
第二步：在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，实验组和对照组分别喷施    、  。
第三步：继续培养至果实成熟，按照实验结果绘制出了曲线图3。
实验结论：曲线图表明，施用磷肥的最佳浓度范围是   mg/L。

将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是＿＿＿＿＿，捕获光能的色素中含量最多的是＿＿＿＿＿＿。
（2）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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）光照强度低于8×10²μmol·m^-2·s^-1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是＿＿＿＿＿＿＿；光照强度为10～14×10²μmol·m^-2·s^-1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是＿＿＿＿＿；转基因水稻更适宜栽种在＿＿＿＿＿环境中。