高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下表为在一定浓度的CO₂和适当的温度（25℃）条件下，测得的小麦光合作用和细胞呼吸的相关数据，请回答下列问题：

（1）当光照强度超过9千勒克司时，小麦光合速率不再增加。结合光合作用的过程分析造成这种现象的主要原因是                  。
（2）当光照强度为9千勒克司时，小麦合成葡萄糖的量为        mg /100 cm叶·h（精2确到0．1）。
（3）若其他条件保持不变，适当提高CO₂浓度，小麦的光补偿点           （大于、等于、小于）3千勒克司。
（4）为了探究高温（30℃）、强光照（15千勒克司）对小麦叶片与玉米叶片光合作用影响程度的差异，研究小组设计了下表所示的实验方案。

②验测得c≈d，说明                。
②有人认为上述实验方案可去掉1、3组，由2、4组直接比较就能得出结论。这种做法        （可行、不可行），理由是                  。

某科研小组以水稻为研究对象，在盆栽条件下，利用人工气候室、CO₂测定仪等进行了甲、乙两个实验研究工作，结果如甲、乙图所示。丙图为某成员绘制的水稻叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程，请据图分析回答：

（1）据甲图结果可知，甲实验的目的是探究____________________对水稻光合速率的影响。
（2）科研小组进行甲实验中测定光合速率时每天选定在8：30～11：30这一时间段是为了控制__________________等无关变量。
（3）利用该装置研究温度对植物呼吸作用的影响时，实验需要在保证施氮量相同及__________ 等条件下进行。
（4）乙图中M点表示的生物学意义是________________________________。在M点时，可以发生丙图中的哪些过程?___________ （用丙图中字母表示）。在40℃～60℃范围内，随温度上升，呼吸作用和光合作用的变化速率不同，其主要原因是_____________________。
（5）分析上述实验，若想更有效地提高作物的产量，可以采取的措施是_________（回答出两项即可）。

对某植物的光合作用和呼吸作用进行研究，根据实验数据绘制了如下三条曲线，图甲表示光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%）、图乙表示呼吸作用速率与氧气浓度之间的关系、图丙表示光合作用速率和呼吸速率与温度之间的关系。请据图回答下列问题：
   
（1）研究表明，植物严重缺水还会使叶绿体变形，影响光合作用的光反应过程，据此推测最可能是叶绿体的       被破坏，光合能力不能恢复。在光合作用过程中，光反应为暗反应提供了两种物质，请写出在光反应中形成这两种物质的反应式：
①                ②                。
（2）由图甲看，当植物生长在缺镁元素的土壤中时B点向            移动。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，环境温度大于40℃时，植物体        （填“能”或“不能”）显示生长现象；当环境温度为       时的状态可用图甲中B点表示。
（4）用大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为     点对应的光照强度，温度为     ℃最佳。

下图甲在密封的试管内放一新鲜叶片和CO₂缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。

（1）10klx光照强度时，叶肉细胞中产生ATP的场所是             ，在叶绿体中ATP和NADPH的转移途径是           。此时，限制光合作用的主要环境因素是             。
（2）若此时图甲植物光照强度为5 klx，则1 h光合作用产生的气体量为         mL。若此状态下植物叶片的呼吸熵（CO₂/O₂）为0．7（呼吸时产生的CO₂和消耗的O₂的比值），那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO₂外，还需从外界吸收          mL CO₂。

下图表示某绿色植物细胞内部分代谢活动的相互关系，请据图回答下列问题：


（1）图一中，①过程进行的场所是               ，③过程进行的场所是               。图一中所示的[H]用于                （具体生理作用）。 ①～④过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是           。
（2）图二表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳变化情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，均为36mg/dm²·h，则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是        。其中C点时的呼吸强度为        mgCO₂/dm²·h 。
（3）图三表示一昼夜（0时至24时）在一个种植有番茄植株的密闭容器内O₂相对含量的变化，据图分析：
①番茄植株光合作用释放O₂的速率和呼吸作用消耗O₂的速率相等的点是        。
②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物        ，并说明理由         。

下图是用于测量生物吸收氧气量的实验装置。分别以20粒萌发的大豆或4条蚯蚓为材料，每隔10分钟记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数，记录如下表所示。

生物材料	时间
0	10	20	30	40	50
记录有色液滴的移动距离（mm）
萌发的大豆	0	8	16	23	29	34
蚯蚓	0	4	8	11	13.5	15.5

（1）装置图中浓氢氧化钠的作用是       。
（2）进行种子萌发实验时，有色液体向      移动，移动的最大速率是      mm/min。
（3）动物呼吸和种子萌发实验都表明，在一段时间后，有色液滴移动的速度逐渐减缓。这是因为：       。
（4）仓库在保存种子的时候，选择适宜的环境条件及目的是（ ）
A．干燥、高温，降低光合作用       B．干燥、低温，抑制呼吸作用
C．潮湿、高温、降低蒸腾作用       D．潮湿、低温，促进呼吸作用

森林中，阳光可能会穿过森林中的空隙，在地上投下“光斑”，它们随着太阳的运动和枝叶的摆动而移动。下图显示了在“光斑”照耀前后一株生长旺盛的植物光合作用过程中吸收CO₂和释放O₂的情况。请据图分析回答：

（1）绿色植物进行光反应的场所是       ，在叶绿体中ATP移动的方向是       。
（2）“光斑”照耀开始时，限制光合作用产物合成的主要因素是               速率。
（3）图中A点时，光反应速率           暗反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）当“光斑”移开时，CO₂吸收速率发生如图所示变化的原因是“光斑”照耀期间积累的                               ，还可以使暗反应持续一段时间。
（5）若对该植物作如下处理：（甲）持续光照5分钟，（乙）光照5 秒后再黑暗处理5秒，连续交替进行10分钟。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是：甲       乙，请简要说明理由。                   。

回答下列Ⅰ、Ⅱ小题。
I．（1）海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是 浅、中、深，这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们           的光，到达深水层的光线主要是              （红橙光/蓝紫光）。
（2）某兴趣小组发现沙尘天气影响番茄生长，分析认为：首先，沙尘天气直接影响叶绿体中的         （产物）产生，其次沙尘堵塞番茄叶气孔，进而影响光合作用的          反应阶段。
（3）为了探究长期沙尘天气环境下，番茄如何增强其适应能力，兴趣小组将等量的生长状况良好的番茄植株分别置于正常天气和人造沙尘天气，（水分、光照强度、温度和CO₂浓度等条件相同且适宜）的密闭环境中培养，过了一段时间，观察到沙尘环境下番茄植株叶片的颜色呈墨绿色（比正常天气下的叶片颜色深），你认为番茄通过           来增强对沙尘天气的适应能力，用            法分离两种环境中叶片的光合色素，通过比较两条滤纸条               来证明你的观点。
II（4）兴趣小组进一步在实验室其他条件相同且适宜的情况下，测定不同温度对番茄叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如图2，据图分析，番茄最适生长温度是            ℃左右，在此温度下，每lm²叶面积上每分钟光合作用制造的葡萄糖是            μmol。

（一）磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构（见图1）。在有光条件下，磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运至叶绿体基质（Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1:1的反向交换方式进行）。

（1）光合作用光反应产生的________可以被暗反应所利用，将物质C转化为磷酸丙糖。图1中物质C的名称是____________。
（2）据图推测，磷酸转运器的化学本质是__________。
（3）图中B是由        （物质）产生的。
（4）据图分析，下列描述正确的是______（多选）。

A．磷酸丙糖既可以用于合成蔗糖也可以用于合成淀粉

B．若磷酸转运器的活性受抑制，则经此转运器转运进叶绿体的磷酸会减少

C．若合成磷酸丙糖的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则不利于淀粉的合成

D．若磷酸丙糖运出过少，可能会抑制暗反应

（二）将小麦绿色叶片放在温度适宜的密闭容器内，测量在不同的光照条件下容器内氧气量的变化，结果如图2。

（5）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。A点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的量将______。
（6）在5～15 min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为___________________。
（7）如果叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是______________mol/min。
（8）请写出有氧呼吸作用反应的总方程式：               。

为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO₂浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:

（1）叶绿体中色素的功能是              。
（2）大气中的CO₂可通过植物叶片表面的         进入植物体内。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）当NaCl浓度在200-250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于           ，后者主要是由于              。

辣椒是我国栽培面积最大的蔬菜作物之一。图1是辣椒植株光合作用示意图，图2是将辣椒植株置于C0₂浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在15℃、25℃和35℃下，改变光照强度，测定
的CO₂吸收速率，请据图分析：

（1）将叶绿体等各种细胞器从叶肉细胞中分离出来，常用的方法是____。若停止图l中甲的供应，一段时间后氧气的产生速率将会____（填“增大”、“减小”或“基本不变”）。
（2）图2中A点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是____。当光强度大于8时，25℃与15℃条件下有机物的合成速率分别为M₁、M₂，结果应为M₂____M₁（填“>”、“<”或“=”）。
（3）35℃条件下，如果将纵坐标改为氧气的吸收速率，请在答题卡上画出曲线。

请回答下列有关光合作用的问题。
（1）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片暗反应强度__________（升高/降低/不变）
（2）下图表示两种植物在不同光照强度下，单位时间内吸收或释放的CO₂量。图中e点时1h甲、乙两种植物光合作用固定CO₂量的差值为___________mg。若光照强度维持在d点，每天12小时光照，若干天后能正常生长的植物为__________。

（3）将某绿色植物叶片放在特定的实验装置中，研究在10℃、20℃的温度条件下，分别置于黑暗和5 klx、10 klx条件下的光合作用和呼吸作用量，结果如下图所示【横坐标为时间（小时）】。据图计算：该叶片在20℃、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是_______mg；在相同时间内，该叶片在5 klx光照下，10℃时积累的有机物是20℃时的________倍

（一）磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构（见图1）。在有光条件下，磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运至叶绿体基质（Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1:1的反向交换方式进行）。

（1）光合作用光反应产生的________可以被暗反应所利用，将物质C转化为磷酸丙糖。图1中物质C的名称是____________。
（2）据图推测，磷酸转运器的化学本质是__________。
（3）图中B是由       （物质）产生的。
（4）据图分析，下列描述正确的是______（多选）。

A．磷酸丙糖既可以用于合成蔗糖也可以用于合成淀粉

B．若磷酸转运器的活性受抑制，则经此转运器转运进叶绿体的磷酸会减少

C．若合成磷酸丙糖的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则不利于淀粉的合成

D．若磷酸丙糖运出过少，可能会抑制暗反应

（二）将小麦绿色叶片放在温度适宜的密闭容器内，测量在不同的光照条件下容器内氧气量的变化，结果如图2。

（5）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。A点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的量将______。
（6）在5～15 min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为_____________。
（7）如果叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是______________mol/min。
（8）请写出有氧呼吸作用反应的总方程式：           。

图甲表示某植物叶肉细胞内光合作用和呼吸作用的示意图；图乙表示在CO₂充足的条件下，该植物光合作用速率与光照强度和温度的关系（图中光合作用速率单位是：mgCO₂·cm- 2·h-1，光照强度单位是：klx）。请据图回答下列问题。

（1）在图甲中的①~④四个生理过程中，发生在叶绿体类囊体薄膜上的是过程________（填序号），该过程称为________。有氧呼吸包括过程________（填序号），在线粒体内膜上进行的是过程________（填序号）。
（2）根据图乙分析，限制a、b两点光合作用速率的主要环境因素分别是__________。与a点相比，b点叶绿体内的NADPH/NADP+比值________（填“大”、“小”或“基本不变”）。
（3）根据图乙，请在答题卡相应坐标中画出光照强度为L2、温度在10~30℃间光合作用速率的变化曲线。

拟南芥由于其植株小、结实多、生命周期短、基因组简单、遗传操作简便，近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。据图回答下列问题:

（1）甲图中的H₂O、CO₂消耗的场所分别是         、           。乙图中CO₂产生于第       阶段（填图中序号）。
（2）与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，乙图特有的步骤是       （填序号），马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是        。
（3）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO₂吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

①图中显示，拟南芥叶片在照光条件下，CO₂吸收量集中在0．2～0．6μmol•m^-2•s^-1范围内，在300s时CO₂
达到2．2μmol•m^-2•s^-1。由此得出，叶片的真正光合速率大约是           μmol CO₂•m^-2•s^-1。
②为证明叶片在光下呼吸产生的CO₂中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用            技术进行探究。