高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

为研究铁皮石斛的光合特性，研究人员测定了铁皮石斛在光、暗条件下的CO₂吸收速率，结果如下图。

（1）在有光条件下，铁皮石斛吸收的CO₂在_______中被固定的产物为_______。
（2）虽然黑暗条件下，铁皮石斛通过_______产生并释放CO₂，但实验结果显示，暗期铁皮石斛CO₂吸收总量始终_______，这不同于一般植物。
（3）科研人员进一步测定了铁皮石斛中酸性物质的含量变化，结果发现，酸性物质在暗期上升，光期下降，推测CO₂能够在暗期转化为_______储存起来，在光期_______。但是在暗期，并不能将CO₂转化为糖类等光合产物，原因是_______。

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。

在绵阳江油市西北的观雾山自然保护区深山中，即使是天寒地冻，有种野草也能花繁叶茂，生机蓬勃。它就是被誉为“植物王国大熊猫”的濒危物种——距瓣尾囊草。下表为科研工作者研究环境因素对距瓣尾囊草光合作用影响的实验结果（假设细胞呼吸不受光照和C0₂浓度影响）。回答下列问题：

（1）距瓣尾囊草叶肉细胞吸收的光能主要通过________________为C₃还原提供能量，还原产物可进一步形成的储能物质是________________。
（2）A组实验的目的是测定__________，D组实验条件下，叶绿体中相关酶最适温度的范围是__________。
（3）C组实验中，C0₂浓度属于实验变量中的________________。若昼夜等长，则C组中的距瓣尾囊草栽培温度条件应该是________________才能保证其正常生长。
（4）在相同温度条件下，实验条件由C组变为B组时，短时间内距瓣尾囊草叶肉细胞的叶绿体中C₃含量会____（填“上升”、“下降”或“不变”）。

为了研究两个新品种P₁、P₂幼苗的光合作用特性, 研究人员分别测定了两个新品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量, 结果如下图所示。请回答：

（1）图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片, 在光照强度、CO₂浓度       的实验条件下, 测得的单位时间、单位叶面积         的吸收量。
（2）光合作用过程中，CO₂先与            （写出具体名称）结合生成三碳酸分子，三碳酸分子接受来至NADPH中的               和ATP中的             被还原成三碳糖分子。
（3）由图2可知, P₁的叶片光合作用能力最强, 推断其主要原因有：一方面是其           含量较高,可以产生更多的NADPH和ATP；另一方面是其             含量较高, 含有更多的参与光合作用的酶。
（4）栽培以后, P₂植株的干重也显著大于对照,但籽实的产量并不高, 最可能的生理原因是            。

取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm打孔器打出小圆片若干（注意避开大叶脉），抽出小叶圆片内的气体，并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水，然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO₂溶液的小烧杯中，置于光温恒定且适宜的条件下，测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间，将记录结果绘制成曲线如图1。

（1）与a浓度相比，b浓度时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上［H］的生成速率_______ （填“快”、“相等”或“慢”），此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有____________。
（2）当CO₂浓度大于c时，随着CO₂浓度的增大，小叶圆片中有机物的积累速率________ （填“加快”、“不变”、或“减慢”）。
（3）另取若干相同的小叶圆片分别置于溶液CO₂浓度为a的小烧杯中，选用40W的台灯作为光源，通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验（实验温度保持相同且适宜），根据实验结果绘制成图2曲线（X₁>0）。
①该实验的目的是_____________。
②限制B点净光合速率的主要外界因素是_________，C点的含义是________时光源与小烧杯之间的距离。

下图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度影响实验示意图，图乙表示其细胞气体交换情况，图丙表示光照强度与光合速率的关系，图丁表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内O₂吸收和释放速率的变化示意图（单位：mg/h）。A、B点对应时刻分别为6点和19点。


（1）图乙中光反应的具体部位字母及名称是[  ] ________，反应中的能量变化是____________。
（2）叶肉细胞处于图乙状态时，对应图丙中的区段是___________________。
（3）图丙中限制A~C段光合速率的主要因素是_________。若提高温度，曲线的变化是________ （上移、下移、不动、无法确定）
（4）丁图中24小时内不进行光合作用的时段是_____________。
（5）丁图中测得该植物一昼夜的O₂净释放量为300 mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O₂总量是____________mg，光合作用速率最高时，光合作用每小时利用CO₂的量是___________mg。图中阴影部分所表示的O₂释放量____________ （大于、等于、小于）300 mg。
（6）丁图中，若适当增加植物生长环境中CO₂浓度，B点将向___________（左/右）移动。在生产实践中，常采用施用农家肥的方法增加CO₂的浓度，其原理是_______________。

保卫细胞的吸水膨胀、失水收缩引起气孔开闭。某同学认为气孔的开闭不仅与水分运输有关，可能还与光合作用等有关。为了探究影响气孔开闭的因素，研究者预实验的分组和实验结果如下：
（1）实验分组：甲组：蚕豆叶片＋l00mLpH为7的KCI溶液＋太阳光照
乙组：蚕豆叶片十l00mLpH为7的KCI溶液十黑暗处理
丙组：蚕豆叶片十100mLpH为4．5的KCI溶液＋太阳光照
丁组：蚕豆叶片十l00mLpH为7的NaCI溶液＋太阳光照
每组设置若干个重复样品。
（2）制片观察每组烧杯中叶片的下表皮的气孔开闭情况，结果记录如下表：

（l）该预实验的自变量为____________（写全得分）。
（2）与气孔的开闭调节过程密切相关的细胞器有______________（写出两个得分）。
（3）若单纯考虑离子种类对实验结果的影响，为进一步探究Na⁺和Ca²⁺对豌豆叶片气孔开放的复合影响，请补充设计思路。
①在上面实验的基础上，再取三个烧杯编号，分别加入__________、__________和蒸馏水。
②在__________处理的同一蚕豆叶上撕取下表皮若干，分别置于上述三个烧杯中。
③将烧杯置于适宜光照和pH条件下照光4h左右。
④____________，记录并统计实验结果。

为研究不同光照强度下水稻的光合作用，某实验室将水稻幼苗固定于无底反应瓶中进行实验，实验装置如图一所示。

实验步骤：
①调节天平平衡；
②用100 W的灯泡作为光源。先将灯泡置于距装置20厘米处，15分钟后观察并记录指针偏转方向和格数。
③加大灯泡与装置间距离，过15分钟再观察记录；
④连续重复步骤③。
实验结果绘制如图二，请回答下列问题：
（1）该实验的自变量是通过             进行调控。
（2）请据实验结果分析回答：
①B点与A点比较，光合强度较大的是        点，指针偏转的方向            。
②C点表示的是光合作用             呼吸作用（填写小于、等于或大于）。
③CD段形成的原因是            ，与C点相比较，D点指针向         偏转。
（3）细胞作为一个基本的生命系统，需要外界的能量供应，而光合作用和呼吸作用是物质和能量转变的两个重要生理过程。从能量输入水稻叶肉细胞到能被生命活动所直接利用，其能量转移的具体途径是_____ （用文字和箭头表示）。
（4）实验装置一如此设计，依据的原理是               。

（1）当其他条件均最适宜时，玉米在不同温度和光强度条件下的光合速率如下图所示，光合速率以干重增加速率（mg/单位面积·h）表示。请回答下列问题：

①25℃条件下，1klx光强度时叶肉细胞中产生ATP的场所是             ，5klx光强度时的真正光合速率     （大于、等于、小于）P点代表的真正光合速率。
②15℃条件下，若将CO₂浓度降低为大气中CO₂浓度值，则叶绿体中NADPH合成速率将会      （变大、不变、变小），P点向       方向移动。
（2）由于环境污染的日益加剧，全球气候变幻无常，多地遭受大旱，培育抗旱农作物也非常有必要，玉米的抗旱和不抗旱是一对相对性状。某科研小组对玉米（属于风媒花类型）实验田调查发现抗旱品种所占比例为84%，该玉米品种留种，第二年种植后发现有性状分离现象。请回答以下问题：
①科研人员第三年在原种圃内选择100~200株生长良好的抗旱植株___________，这样做的目的是提高________的比例，如此重复连续多代可培育出优良的遗传性稳定的抗旱玉米品种。
②造成玉米减产的另一重要是其易受棉铃虫危害，科学家利用      技术向玉米中转入了苏云金芽孢杆菌Bt晶体毒素蛋白基因，通过组织培养培育出了抗虫玉米。
③如果要将上述两种已分别纯化的玉米培育既抗旱又抗虫的纯合玉米新品种（两对基因分别位于两对染色体上），请选择亲本并写出杂交育种过程（抗旱和不抗旱性状可用T、t表示；抗虫和非抗虫性状由B、b表示）。

长寿花叶片上的气孔白天处于关闭状态，晚上开放。下图表示长寿花固定和还原CO₂过程，据图分析回答下列问题。

（1）图中的A代表的物质是______________；B是_________；C是_________。a、b表示的两个生理过程发生的场所在叶绿体的_________；C物质产生的场所是__________________。
（2）根据长寿花叶片气孔开闭及与之相适应的光合作用特点，推测此类植物最可能的生活环境是_________。
（3）长寿花叶片夜晚能吸收CO₂，却不能合成（CH₂O），其原因是______________。长寿花进行光合作用所需的CO₂还可以由________过程产生，产生CO₂的总反应式为______________。

图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与CO₂吸收量的关系。请据图回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）

（1）图甲中，细胞器b中①被消耗的场所是                                        ；细胞器c中有③物质参与的是                        （哪种生理过程哪个阶段）。
（2）图甲中物质④是         ；此细胞内合成⑤物质的场所有                     。
（3）细胞器b与细胞器c均能大量生成ATP，ATP的用途有什么不同
（4）从图乙中可发现，影响A点和B点光合速率的因素是        （答主要两点）。
（5）据图乙，若每天对该植物进行10小时光照（温度25⁰C、光照强度为2千勒克司）、14小时黑暗（温度15⁰C），该植物一昼夜有机物的增加量为              mg。温度为25℃、光照强度为1千勒克司时，植物的CO₂吸收量为0的原因是                                     。
（6）请在下图中用箭头标出A点时CO₂的移动方向。

I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）图甲中叶肉细胞在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“上”“下”“左”“右”）方移动。
II在科学研究中常用呼吸商（RQ）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标。呼吸商（RQ）=释放CO₂体积或摩尔数/吸收O₂体积或摩尔数。不同底物在完全氧化时的RQ不同，糖类为1；脂质分子为0．7～0．8；有机酸大于1。同种呼吸底物、不同的供氧浓度具有不同的RQ。
（1）如实验结果经校正后，某底物呼吸记录数值如下表。请分析回答：
当 O₂浓度为3%时，酵母菌的呼吸商为            ，其数值不同于O₂浓度为25%时的原因是：氧气浓度为3%时，酵母菌的呼吸方式为        ，表中显示，从O₂浓度为       %起，酵母菌只进行有氧呼吸。

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________（填是或否）进行光合作用。

在适宜的条件下，测定光照强度对植物光合速率的影响。图甲表示实验装置；图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系（O₂mg/100cm²叶面积·h）；图丙是叶肉细胞中光合作用的部分生理过程。请分析回答：

（1）在一定条件下，若用甲图装置测定获得图乙中的G点对应的值，则甲图中B三角瓶内应放置的液体为
（“NaOH”或“NaHCO₃”）溶液。
（2）据乙图分析，此绿色植物处于曲线H点时，细胞内产生ATP的场所有            ， F点之后光合速率不再增强，其外界的限制因素主要有               。（至少写出2点）
（3）丙图中的Ⅰ和Ⅱ表示有关结构，a、b、c、d表示某些物质，则Ⅰ表示           ，d表示            。卡尔文循环需要循环        次才能合成一个c。
（4）若光照突然停止而其他条件不变，则短时间内丙图中b的浓度变化将会如下图中的        。

（5）该植株实际光合作用的最大速率为_______O₂mg/100cm²叶面积·h。若提高甲瓶中的CO₂的浓度，则C点可能向_________方向移动，F点可能向_________方向移动。

下图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO₂释放总量与O₂浓度之
间的关系。

请据图回答'下列问题：
（1）Q点时CO₂产生的场所是           ，O₂浓度≥10%，CO₂产生的场所是____。
（2）图中曲线QR区段CO₂生成量急剧减少的主要原因是    。
（3）若图中的AB段与BC段的距离等长，则有氧呼吸强度    （填“大于”、“等于”或 “小于”）无氧呼吸。
（4）根据图中曲线，说明晒干的粮食贮存在低氧条件下能延长贮存时间的原因____。
（5）若将实验材料换为等量花生种子，在只进行有氧呼吸时O₂的吸收量将____（填“增加”、“不变”或“减少”）。