高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

请回答下列有关呼吸作用和光合作用的有关问题：
I、线粒体是有氧呼吸的主要场所，科学家在研究线粒体组分时，首先将线粒体放在低渗溶液中获得涨破的外膜，经离心后将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开。再用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，然后用尿素处理这些小泡，实验结果如图所示。请分析回答：

（1）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是_____________。用___________方法能将外膜与内膜及其它结构分开。线粒体基质中可能含有_____________（填字母）。
a．DNA 
b．丙酮酸 
c．葡萄糖 
d．染色质 
e．核苷酸 
f．RNA聚合酶
（2）研究发现，在适宜成分溶液中，线粒体含F0—F1内膜小泡能完成有氧呼吸第_______阶段的反应，其反应式为______________。
II、现有一个如图所示的装置，A是活塞，B是玻璃罩，C是某植物，D是碳酸氢钠溶液，E是红色水滴，F是带刻度尺的水平玻璃管，小明同学将上述装置放在光照、温度处于严格的最适状态，24小时后读取读数。装置红色液滴对应的初始刻度为0，实验结束后的读数记为X，零刻度右侧记为正值，零刻度左侧记为负值。请回答下列问题：

（1）如果小明同学要利用该装置测该条件下植物的净光合速率与真光合速率的变化情况，还应做如下改动和添加相关装置（注：真光合速率=净光合速率+呼吸速率）。
①还要测出该条件下植物的呼吸速率，应将装置置于黑暗中，且该装置中D里的溶液应改为       。
②为了平衡无关变量的影响，减小实验误差，还需添加一个相同装置，但该装置中的C应改为       。
（2）小明同学将他测量呼吸速率装置的读数记为Y，对照组的读数记为Z。则选用X、Y、Z来表示该植物的真光合作用速率应该为___________每天，净光合速率应为___________每天。

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    。

为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，某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）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             。
（2）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中                    增加。
（3）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和输出量均             。根据图1图2信息可知，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低的原因是                                 。
（4）下图为在适宜光强条件下，棉花光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线。30℃时，棉花净光合速率是
      molmg叶绿素·h。

图1表示在适宜条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系；图2表示该植物叶肉细胞中两种细胞器在不同光照强度下的生理状态．

（1）图1中，影响c点左右移动的主要外界因素是     ；适当提高外界温度，图中d点将向       移动．
（2）由图1可知，在光照强度大于       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9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为         mg．
（3）图2中细胞器①利用CO₂的场所和细胞器②产生CO₂的场所分别是           、；对该植物来说，图1中四种不同光照强度（a、b、c、d对应光照强度）对应图2中的状态依次是               。

下图是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验的结果，请回答下列问题：

（1）图l甲中的P点与Q点相比，限制单株番茄光合强度的外界因素是_____（写出两种），因此在大田栽培农作物时要注意_______________。
（2）乙图示密闭番茄大棚内的CO₂浓度变化。在曲线_____段，番茄积累有机物在___点，番茄的光合速率等于呼吸速率;判断一昼夜内番茄能够生长的依据是________________。
（3）增施农家肥可以提高大棚作物产量的原因是_________________。

将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中，并控制每天8：00～24：00为光照培养阶段，0：00～8：00为黑暗培养阶段，其他条件适宜。测量一天内恒温箱中CO₂浓度的变化，结果如下表所示，请分析回答下列问题。

（1）光照培养阶段CO₂浓度下降的原因是                          ，在叶肉细胞中利用CO₂的具体部位是                        。
（2）12：00～24：00时间段，幼苗有机物的积累量为              ，据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的措施是                             。
（3）8：00～24：00时间段幼苗细胞内产生ATP的场所是                       ，24:00停止光照，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C₃含量的变化是          。
（4）整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是                          ，影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是                     。
（5）若给该密闭容器通入C¹⁸O₂，一段时间后装置内出现了¹⁸O₂，请用文字或图解简要说明该过程：

小球藻（一种单细胞绿藻）是研究植物生理活动的常用实验材料。小球藻的Rubisco酶具有“两面性’，CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；O₂浓度较高时，该酶催化C₅与O₂反应，产物在线粒体中生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。研究人员利用含大量氮、磷的沼液培养小球藻，进行“去除CO₂低碳研究”。右图为持续通入CO₂浓度为1．5%的空气下（其他条件适宜），CO₂去除率与小球藻相对密度的变化曲线。请回答：

(1)Rubisco酶的存在场所为__________，其“两面性”与酶的_________(特性)相矛盾。光呼吸过程的产物除CO₂的外还有__________(物质)
（2）确定小球藻是能进行光合作用的真核生物的简便方法是_______。磷被小球藻吸收后用于合成_______（至少答两项）等物质而影响光合作用。
（3）小球藻去除C0₂的最佳时段是_______。第8天后C0₂去除率下降的最可能原因______________
（4）甲、乙两图分别表示温度和光照强度对正常生长小球藻代谢的影响（其他条件均为最适状态），曲线A、B分别为小球藻的真正光合速率和呼吸速率。

①图甲中表示真正光合速率的是_______（选填“曲线A”或“曲线B”）。在40℃以后两曲线的变化趋势不同的原因是_______。
②结合图甲，图乙中小球藻CO₂吸收的相对量是在温度为_______时测宗的。图乙中与图甲的两曲线交点含义相同的点是_______，此时小球藻产生ATP的场所有_______

Ⅰ：在CO₂浓度为0．03%条件下，测得不同光照强度下某植物叶片吸收CO₂的速率如下表：

依据表中数据回答：
（1）光照强度为       （光补偿点）时，该叶片的光合作用速率与细胞呼吸速率相等。若增加小室内CO₂浓度，光补偿点将         （变大/变小/不变）。
（2）若在夜间给温室种植的菠菜添加光照，则光照强度最好控制在       μmol·m^-2·s^-1。
Ⅱ：影响光合作用的外在因素有光照强度、二氧化碳浓度等。科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系，测定了烟草叶片在 25℃时，不同氧气浓度下的光合作用速率（以 CO₂的吸收速率为指标），部分数据如下表，请分析回答：

氧气浓度	2%	20%
CO2的吸收速率（mg/h·cm^2）	23	9

（1）O₂浓度由 2% 增大为 20% 时，烟草叶片吸收 CO₂的速率大幅下降，推测这种变化
与              的增强有关，还可能与光合作用的变化有关。
（2）为了探究 O₂浓度对光合作用是否构成影响，在上表所获得数据的基础上，还需测定黑暗条件下对应的呼吸速率。假设在 25℃，氧浓度为 2% 时，呼吸速率为 X（mg/h·cm²），氧浓度为 20% 时，呼吸速率为 Y（mg／h·cm²）。①如果 23+X=9+Y，说明：氧气浓度的增加           （填影响或不影响）光合作用；
②如果 23+X>9+Y，说明：氧气浓度的增加影响光合作用，并且高浓度的氧气对植物的光合作用有       （填促进或抑制）作用。

图甲表示某植物在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线，图乙表示植物叶肉细胞中发生的部分生理过程。据图回答以下问题：

（1）根据图甲可以判断光合作用速率等于呼吸作用速率的温度是________。
（2）图甲中在55℃时该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有________。
（3）图甲中若温度保持在15℃，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物________（填“能”或“不能”）正常生长。
（4）图乙中x物质是________。④过程在植物细胞中发生的场所有________。

绿萝又名黄金葛，喜湿润环境，能有效吸收空气中甲醛、苯和三氯乙烯等有害气体，它的花语是“守望幸福”。图甲是绿萝细胞内的光合作用和细胞呼吸，图乙为不同条件下测定的绿萝叶片净光合速率变化，据图回答：

（1）图甲中催化过程①②的酶分别存在于        ，叶绿体中物质Ⅰ是       。与酵母菌的无氧发酵相比，图中呼吸过程中特有的步骤是           （填数字）。
（2）图甲中光合作用和细胞呼吸过程中，生成的物质和消耗的物质可互为供给利用的除了糖外，还有       。
（3）图乙中限制a～b段叶片净光合速率的主要环境因素是           ，图乙中c点时绿萝叶肉细胞产生ATP的场所是            。
（4）图乙中净光合速率由c点急剧下降到d点的主要原因是         ，d点时叶片_______(是或否)进行光合作用？

光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O₂/CO₂值异常时发生的一种生理过程（如下图所示），该过程是细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O₂，生成CO₂，借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成的消耗能量的反应。虽然光呼吸大约抵消了30％的光合作用储备能量，但其对细胞有着很重要的保护作用。

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了          为原料，但光合作用在      反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生           。
（2）Rubisco酶的存在场所为          ，这种酶既能催化物质“C—C—C—C—C”和O₂反应，也能催化物质“C—C—C—C—C”和CO₂反应，其两面性与酶的        （特性）相矛盾，推测O₂/CO₂值         （高、低）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。
（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，         供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的            ，减少细胞受损的可能，而光呼吸产生的         又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。
（4）用           （溶液）可分离绿叶中的色素，在滤纸条上扩散速度最快的是          。

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。

下列图示中，甲表示植物光合作用强度与光照强度之间的关系；乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植有植物的密闭玻璃温室中，二氧化碳浓度随光照强度变化而变化的情况；丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系。

（1）图甲三种植物中最适合间作的两种是__________；叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是__________。
（2）图乙中Ⅰ中产生的O₂参与Ⅲ的第__________阶段；Ⅱ进行的场所是__________。
（3）从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为__________。
（4）图丁中，如果温度上升5℃，b点将向__________ （填“左上”、“右下”，“左下”、“右上”）方移动。

给某盆栽植物合理施肥后，再过多浇水，结果发现叶片变黄，且长势较差．某学习兴趣小组对其成因和影响进行了如下研究：将该植物种植在完全营养液中，研究发现若向营养液中通入足量空气，则植物生长正常；若不通空气且液面覆盖油层（植物不吸收不利用），则会在一段时间后出现上述症状．
（1）该兴趣小组的实验目的是探究营养液中      对植物生长的影响．
（2）研究发现，在上述不通空气的实验中，在一定时间内，液面下的植物部分释放CO₂的量与实验时间的关系如下图所示：请据图分析：该植物的无氧呼吸最终产物有      和能量（ATP），液体中的氧气被植物消耗尽在      （a点以前/a点/a点以后）．

（3）叶片变黄的原因可能是影响到根对      （至少两种）等元素的吸收，导致叶绿素合成不足．在这种情况下，测出叶片附近CO₂含量变化规律如图所示，与正常叶片在同种情况下相比，A、B两点已经分别向        （填“左”或“右”）移动了（不考虑叶片变黄对细胞呼吸的影响）．
（4）右图为某蔬菜基地测定的某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度。曲线a中，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时所取叶片显色较__________ （深或浅）。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）。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。

某科学工作者为探究西红柿生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的西红柿植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中。实验开始测定CO₂的浓度，12 h后再次测定CO₂的浓度。实验结果如下表：

请分析回答：
（1）这一实验的自变量是________，写出该实验设计的两种无关变量：________。
（2）实验中第1组12 h后CO₂浓度变化的原因是__________。此时，该生物叶肉细胞能产生ATP的细胞器是________________。
（3）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的C₃化合物的含量会________，原因是___________________________________________________________。
（4）该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路：__________________________________________________________________。