高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

图1表示玉米光合作用利用CO₂合成(CH₂O)的过程，玉米叶肉细胞通过“CO₂泵”内的一些化学反应，将空气中的CO₂泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证(CH₂O)的合成顺利进行；图2表示在适宜温度下光照强度对玉米光合速率的影响。回答下列问题：

(1)图1中过程①是_______，过程②的进行还需要_______等物质参与。
(2)如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中C5的含量_______。
(3)图2中当光照强度从20klx增加到25klx，玉米CO₂吸收速率没有发生变化，这主要受到图1中过程_______ (填序号)的限制；当光照强度为15klx时，玉米每小时能固定_______mL的CO₂。
(4)研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的CO₂减少，而此时玉米光合作用速率基本不受影响，其原因是玉米______________。
(5)图3表示某另一类型的健壮植株在密闭玻璃罩内培养，并置于室外，用CO₂测定仪测定的玻璃罩内CO₂浓度在某一天的变化情况，若D点和E点所对应时刻的温度相同，则D点时的光照强度_______ (>、=、<)E点时的光照强度。

(26分)
I.(14分)光呼吸是指植物在光照下吸收0₂、分解有机物、产生CO₂、不产生ATP。光呼吸发生的场所有叶绿体和线粒体等等。
（1）比较细胞呼吸与光呼吸，细胞呼吸的场所是       、不同于光呼吸的条件有      不同于光呼吸的结果是                。
（2）利用光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠喷洒小麦,能取得明显的增产效果(其有效浓度：1OO-300ppm)。为了探究亚硫酸氢钠使小麦增产的适宜浓度，请完成下列实验步骤：
①将环境相同且适宜、小麦长势均相同的大块实验田平均分成4等份，分别标号为1、2、3、4。
②                                  。
③在小麦生长期，适时地                             。
如果实验方法正确,则结果将使实验田小麦在上述亚硫酸氢钠浓度范围内，增产情况接近正态分布。
（3）以上实验避免了盲目操作造成的浪费,此实验被称为       。为了进一步探究亚硫酸氢钠使小麦增产的最适宜浓度,应该如何进行实验？                                         。
II.(12分)家蚕蚕体有斑纹由常染色体上的基因A控制，基因型aa表现为无斑纹。斑纹颜色由常染色体上另一对基因(B/b)控制,BB或Bb为黑色，bb为灰色。
（1）现选用两纯合亲本甲，乙杂交得到F₁，F₁测交结果如下表：

亲本甲的性状为无斑纹，乙的基因型为           
（2）F₁雌雄交配所得F₂的性状和分离比为      。F₂中自交不发生上述性状分离的个体占        。
（3）A/a所在染色体偶见缺失现象，如图所示。染色体缺失的卵细胞不育，染色体缺失的精子可育。基因型为A⁰a的蚕雌雄交配,子代的表现型和比例为              。

（4）家蚕中，雌性性染色体为ZW,雄性性染色体为ZZ。家蚕体壁正常基因（T)与体壁透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因。现用有斑纹体壁透明雌蚕（A⁰aZ^tW)与 有斑纹体壁正常雄蚕(A⁰aZ^TZ^T)杂交得到F₁ ,将其中有斑纹个体相互交配,后代中有斑纹体壁正常雄性个体和有斑纹体壁正常雌性个体分别占      、       。

一科学家对某海岛的A.B两处海湾的水质进行了研究，比较了两处的海水中的悬浮物，结果如表：

（1）根据表中的数据，你认为＿＿（填“A”或“B”）处海底的动物较多，原因是该处到达水底的光量多，因此有较多的＿＿＿，为海底动物提供了较充足的＿＿＿＿＿‑
（2）当赤潮在A海湾出现时，该科学家记录了在赤潮处海水的溶氧浓度，并与B海湾的正常海水的数值作比较，结果如下图。

①上午6时至下午15时，A海湾溶氧浓度＿＿＿，原因是白天光线充足，＿＿＿＿＿＿，氧从藻类释放出并溶入水中。
②赤潮发生时，在夜间和清晨鱼类容易死亡的原因是＿＿＿＿
③在赤潮的消亡阶段，鱼更容易死亡，甚至白天也会出现死鱼现象，原因是藻类死亡产生大量遗骸，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④为什么赤潮中的藻类，其生长不受悬浮物影响？＿＿＿＿＿＿＿

下图表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各种物质，A、B代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO₂吸收量随光照强度的变化曲线。据图回答下列问题：

（1）图1中B是             。卡尔文用同位素标记法追踪碳元素在光合作用过程中的运行：在供给植物CO₂后的60s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并以层析法分析细胞代谢产物，通过研究发现7 s后的代谢产物中有多达12种产物含有放射性，而5 s内的代谢产物大多集中在一种物质上，该物质最可能是________（填图中序号）。
（2）若该绿色植物长时间处于黑暗状态时，则图中①→②→①的循环        （能/不能）进行，原因是           。
（3）当光照强度处于图2中的D点时，图1中⑥的去向有            。
（4）图2中0～D间此幼苗细胞呼吸消耗的有机物量为             （用S₁、S₂、S₃表示）；光合作用有机物的净积累量为             （用S₁、S₂、S₃表示）。

为了探究外界因素与蜜柑光合作用速率之间的关系，实验人员在4月、6月测定了某地晴朗天气条件下蜜柑叶片的净光合速率(A图)和胞间C0₂浓度(B图)的变化情况。请据图回答下列问题：

(1)与蜜柑叶肉细胞净光合作用速率大小直接相关的细胞结构是    。
(2)影响蜜柑叶片胞间C0₂浓度大小的因素较为复杂，一方面与叶片气孔的    有关，另一方面也与    有关。
(3)在4月晴天的ll：00～13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，据图分析，此时蜜柑叶片净光合作用速率下降的直接原因是    ，进而导致光合作用的    (填反应阶段和生理过程的名称)受阻，从而影响光合作用速率。
(4)在6月晴天的ll：00～13：00时，蜜柑叶片的胞间C0₂浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，最可能的原因是    。进一步研究发现，此时叶绿体中的ATP的相对含量显著降低，一方面可能是    影响有关酶的活性，另一方面可能是高温、强光导致叶肉细胞叶绿体中的      (填结构名称)受损，进而影响了净光合作用速率。此时，采用向叶片喷雾的方法，则可有效提高蜜柑的净光合作用速率。

在一定浓度的CO₂和适当温度条件下，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），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点上下移动的主要外界因素是______；b点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是_____________；c点时叶绿体中ADP的移动方向是_____________；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8klx光照下10小时，然后移到黑暗处14小时，则该24小时内每100 cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为         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____________；若图一中a点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于__________%。

（3）上图表示研究人员测定的该植物在密闭恒温玻璃温室内连续48h温室内CO₂浓度及CO₂吸收速率曲线（整个过程呼吸作用强度恒定）。该植物呼吸速率与光合速率相等的时间点是              。

微囊藻在太湖夏季水华的藻类中占据绝对优势的地位，即使经历了寒冷的冬天等逆境，微囊藻依然能在夏季引发水华。研究人员认为微囊藻可能对低温有一定的适应性，为此进行了如下研究，请根据相关实验回答问题：
实验一：从太湖梅梁湾口采集了0~15cm的上层底泥，分离出微囊藻。分别在灭菌的太湖水、MA培养液（富含N、P、K、Mg等多种矿质离子和有机质）中进行培养，微囊藻的起始密度调整至40（10⁶个mL^-1）。在3~4℃、无光的条件下培养7个月，每隔一段时间对藻细胞密度进行检测。最终结果如图1所示。
实验二：将实验（一）MA实验组中经过低温处理的种群密度为11（10⁶个mL^-1）的微囊藻与等量没有经过低温处理的同种微囊藻置于灭菌的太湖水、23℃、有光条件下培养，结果如图2所示。

（1）实验一中“3~4℃、无光的条件”模拟的是________________________________。
（2）由图1 可知，在低温、无光处理过程中，微囊藻细胞在___________中的存活率相对较高。若将培养温度改为23℃，其他培养条件不变，预期活藻细胞密度会___________（填“升高”或“降低”），原因是________________________。
（3）低温处理____________（填“能”或“不能”）成为太湖微囊藻生长的限制因子。
（4）若用MA培养液代替实验二中的灭菌太湖水，该处理模拟了太湖水体__________现象。若其他条件不变，请在图2中画出低温组微囊藻数量变化曲线。

绿萝属于半阴生蔓藤植物，喜湿润环境｡科研人员在不同条件下测定发育良好的绿萝叶片净光合速率变化情况，结果如图甲所示，请分析回答：

（1）限制图甲中a-b段叶片净光合速率的主要环境因素是    ，图甲中c-d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是    (增加/减少)，净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是叶片气孔关，    吸收减少｡
（2）图甲中f点时叶肉细胞内合成[H]的场所有    ｡
（3）科研人员将一批长势相同的绿萝幼苗随机分成四组，分别进行以下实验:
第1组在遮荫条件下培育90天;
第2组在较强光照条件下培育90天;
第3组在较强光照条件下培育60天后移到室内继续培养30天;
第4组在较强光照条件下培育30天后移到室内继续培养60天｡
实验数据如图乙所示，请据图分析回答:

①与第1组处理得到的绿萝植株相比，第2组处理得到的绿萝植株出现的明显差异是叶片颜色    （选填“深”或“浅”），主枝条数    （选填“多”或“少”）。
②若绿萝因较强光照叶片绿色变浅，需适当    处理后培养一段时间恢复其绿色。
③实验数据表明，要得到主枝条数多且叶色正常的绿萝植株，应采用上述第几组的培育方法?

以下甲图表示光照下同一叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换；乙图表示绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系。请根据图示分析回答：

（1）甲图中的A表示的细胞器是           。
（2）甲图，在黑暗条件下，其生理作用停止的细胞器是            （填写字母）；夜晚乙图中停止的生理过程是             （填标号）
（3）乙图中①～⑤过程中，能产生ATP的过程是          （填标号）。

玉米是我国重要的粮食作物，玉米幼苗易发生黄叶病，表现为叶片发黄，无光泽。科研人员对黄叶病玉米的光合作用进行了研究。下图中的甲图表示光照强度对普通型玉米（A）、黄叶病玉米（B）光合作用的影响；乙图表示栽种普通型玉米的大棚一天内CO₂浓度的变化情况。据图回答下列问题：

（1）根据图甲可知黄叶病玉米光合作用力较弱，光照强度为y时，黄叶病玉米叶绿体内C₃的含量_____（填“大于”、“等于”或“小于”）普通型玉米；此种光强下每天光照时间必须大于____h，黄叶病玉米才能生长。
（2）乙图b点后曲线下降的主要原因是光合作用过程中____阶段先增强所致，c点时大棚中玉米的光合作用速率______（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用速率。
（3）如果大棚内作物由普通型玉米改为黄叶病玉米，乙图中b点将向____方移动，e点向____方移动。
（4）为了了解黄叶病的发病原因，可利用有机溶剂提取出的叶绿体色素，并用____法鉴定黄叶病幼苗叶绿体色素的缺陷，结果发现滤纸条上的第三、四条色素带明显变窄，说明___，黄叶病玉米对____-光的吸收能力减弱。
（5）玉米黄叶病在幼苗期发生，具有明显的地域特征，随着幼苗的生长黄叶现象也会逐渐消失，且无病虫害现象，由此可推测黄叶病可能是因_____的缺陷而引起的。

番茄喜温不耐热，适宜的生长温度为15~33℃。研究人员在实验室控制的条件下，研究夜间低温条件对番茄光合作用的影响。实验中白天保持25℃，从每日16:00时至次日6:00时，对番茄幼苗进行15℃（对照组）和6℃的降温处理，在实验的第0、3、6、9天的9:00进行相关指标的测定。
（1）图1结果显示，夜间6℃处理后，番茄植株干重        对照组。这表明低温处理对光合作用的抑制        对呼吸作用的抑制。

（2）研究人员在实验中还测定了番茄的净光合速率、气孔开放度和胞间CO₂浓度，结果如图2所示。图中结果表明：夜间6℃低温处理，导致          ，使          供应不足，直接影响了光合作用过程中的暗反应，最终使净光合速率降低。

（3）光合作用过程中，Rubisco是一种极为关键的酶。
① 研究人员在低夜温处理的第0、9天的9:00时取样，提取并检测Rubisco的量。结果发现番茄叶片Rubisco含量下降。提取Rubisco的过程在0～4℃下进行，是为了避免           。
② 为研究Rubisco含量下降的原因，研究人员提取番茄叶片细胞的总RNA， 经          过程获得总cDNA。根据番茄Rubisco合成基因的          设计引物，再利用           技术扩增Rubisco合成基因。最后根据目的基因的产量，得出样品中Rubisco合成基因的mRNA的量。
③ 结果发现，低夜温处理组mRNA的量，第0天与对照组无差异，第9天则显著低于对照组。这说明低夜温抑制了Rubisco合成基因          过程，使Rubisco含量下降。
（4）低夜温处理还改变了光合产物向不同器官的分配，使实验组番茄叶、茎、根的光合产物分配比率高于对照组，果实的光合产物分配比率明显低于对照组，这一变化的意义是        。

如图是某植物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，光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况；图3表示当光照和CO₂浓度充足的条件下，温度对该植物光合作用和呼吸作用的影响（其中实线表示光照时CO₂的固定量，虚线表示黑暗时CO₂的产生量）。请据图回答下列问题：

（1）由图1可知，甲．乙分别代表的物质是________．________，想要使叶绿体内C₃的含量快速下降，可以改变的环境条件是___________，光反应中产生的O₂扩散到临近的线粒体中被利用至少要经过_____层生物膜。
（2）图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是_______，C点和D点相比，叶绿体中的C₅的含量_______（较低．较高．相等）
（3）由图3可知，与        作用相关的酶对高温更为敏感，相关酶的作用机理是_____。
（4）若昼夜不停的光照，图3植物在温度为____条件下，生长状况达到最佳。若在此温度条件下，每天交替进行12小时光照．12小时黑暗处理，则该植物在24小时内积累的葡萄糖为________mg（保留小数点后一位）。

（除标注外，每空1分，共10分)除CO₂浓度外，温度、光照强度等因素都能影响光合作用。某小组用伊乐藻进行光合作用实验：将一枝伊乐藻浸在水族箱中，以光下单位时间该枝条放出的气泡数(O₂)作为光合速率。用太阳灯作光源，当太阳灯与水族箱的距离从75 cm缩短到45 cm时，虽然产生一定量气泡，但数量基本无变化，而光强增加了278%；只有从45 cm移到15 cm这一短距离时，光合速率才随距离的缩小而增加。
（1）解释实验结果：从75 cm缩短到45 cm时，光照强度增加，那么，最可能是由于_______较低限制了______(光、暗)反应的速率，进而影响了气泡的产生量。从45 cm移到15 cm，光合速率增加的主要非生物因素是_______________。
（2）对于上述现象，小组成员分别提出了如下的假设：①距离大于45 cm时，光太弱导致植物不能进行光合作用；②伊乐藻在弱光下光合作用较强，强光则抑制光合作用；③伊乐藻利用室内的散射光进行光合作用。
A．你赞同上述的假设_____(填数字序号)。
B．现有绿色安全灯、白色纱布、伊乐藻、相同水族箱等若干材料用具，请完善实验方法步骤，初步验证你所支持的假设。
a．将状况相同的健康伊乐藻各1枝分别放入3个相同的水族箱，水族箱分别编号为甲、乙、丙。
b．______________________________________。
c．控制室内温度相同。
d.___________________________________ ___。
支持你所赞同的假设的结果应该是________________________________。

研究者选取南瓜幼苗进行了无土栽培实验，右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                 ，有氧呼吸过程中，葡萄糖中氧的转移途径是           。
（2）据图分析，光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度       ，温室栽培该植物，为获得最大经济效益， 应控制的最低温度为        。
（3）限制AB段CO₂吸收速率的主要因素是                 ， 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。
（4）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%的氧气处理的植株的干重显著低于另一组，原因是根部供氧速率下降，产生的能量少，影响根部细胞主动运输吸收的Mg²⁺等矿质元素，缺Mg²⁺直接影响幼苗           ，从而导致植物体光合作用速率下降。

下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，可以改变的环境条件是______________，光反应中产生的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中限制D点光合作用速率的主要环境因素是_______，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量_______ （较低、相等、较高）。
（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。请据此回答。
①该实验的目的是：___________________________________
②从图解分析，b点比a点细胞内的C₅含量_______，bc段曲线平缓的限制因素可能是_______而c点以后曲线上行，其原因应该是_______。