高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线，回答下列问题：

(1)在较长连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的是__________。
(2)甲图a点表示的生理学意义是________________,b点称为光补偿点,若光照强度小于b点,光合速率_______细胞呼吸速率;在其它条件不变的情况下,增加CO₂浓度,c点将向__________（左下方，不，右上方）移动。
(3)在c点时,叶绿体中ADP的运输方向________________.
(4)乙图中d、e两点比较,限制d点光合速率差异的主要因素是_____________,e、f两点比较,限制f点光和速率差异的主要原因是__________。

为了提高设施农业的经济效益，科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究。表中数据为在密闭实验装置内，给予不同光照强度时所测到的该作物氧气释放量；图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与叶龄的关系，A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开；图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量。请回答下列问题：

光照强度(klux)	0	2	4	6	8	10	12	14
O2释放量(uL/cm^2)	－0.2	0	0.2	0.4	0.8	1.2	1.2	1.2

 

(1) 绿色植物释放O₂的同时还产生________用于暗反应； 由表可知，在光照强度为4 klux时，该作物光合作用的实际产氧量为________uL/cm²叶面·min。
(2) 图1中AB段相对光合速率上升，从光反应角度分析原因是________________，CD段相对光合速率明显下降的原因是________________。
(3) 由图2分析，假如植物生活在12小时光照、12小时黑暗的环境中，则在环境温度高于约 ________时该植物就不能正常生长，原因是________________。
(4) 根据以上研究结果，该温室作物白天生长的最佳环境条件是________________。

根据所提供的实验数据，回答下列关于植物生命活动的问题：研究人员为探究CO₂浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，人工模拟一定量的UV辐射和CO₂浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

（l）番茄叶肉细胞中产生和利用CO₂的部位分别是       、             。
（2）根据实验结果可知，紫外线（UV）辐射可能降低了叶绿素含量而影响了光合作用。光合色素分布于      （具体部位），具有        的作用。
（3）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于        ，加快了暗反应的速率：另一方面是由于       含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照组相比无显著差异，说明CO₂浓度倍增对光合作用的影响可以      UV辐射增强对光合作用的影响。
（4）由表可知，CO₂浓度倍增可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能与CO₂参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中      的含量。若检测结果是____       ，则支持假设。

下图所示均与植物光合作用有关，图甲表示A、B两种植物光合作用效率随光照强度改变的变化曲线；图乙表示将A植物放在不同浓度CO₂环境条件下，光合效率受光照影响的变化曲线；图丙代表植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图。请据图回答：

(1)图甲中在a点时，气体进出叶绿体的状况是__________。
(2)图甲中在c点时，结构M内ATP与ADP的流向是___________。
(3)图乙中d点与e点相比，e点叶肉细胞中C₃的含量________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C₃的含量________。(填“高”“低”或“基本一致”)
(4)将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO₂的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。

昼夜不停地光照，温度在35 ℃时该植物有机物量能否增加？________。

图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物真正光合作用速率和呼吸
作用速率的影响。其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜
条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。请据图回答：

（1）由图甲可知，与       作用有关的酶对高温更为敏感。温度会影响光合作用的     阶段。
（2）分离叶绿体中色素的方法是：                  。
（3）乙图中用                 表示植物的净光合作用速率。
（4）当环境温度为40℃时，该植物的有机物净积累量为      mg/h。理论上预计，在温度为        条件下，植物生长状况达到最佳，已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线，理论上分析，如果温度改变为45℃，图中b点将向      移。
（5）乙图曲线中，当光照强度为0时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有           。

图l、图2是不同绿色植物利用CO₂的两条途径．表格3是科研人员测定的烟草植物在不同温度条件下（叶室CO₂浓度为390mmol·mol^―1）相关的实验结果。

表3

温度/℃	最大净光合速率/μmol O2·m^―2·s^―1	光补偿点/μmol·m^―2·s^―1	光饱和点/μmol·m^―2·s^―1	呼吸速率/μmol O2·m^―2·s^―1
17	11.6	18.7	2101.6	0.85
20	12.1	24.2	1603.8	1.12
25	11.5	33.4	1726.5	1.49
30	9.8	59.7	2752.9	1.95
35	6.9	57.6	1429.5	1.68

（1）图1中①过程称为                   ；图2生物的光合叶片用碘液处理，出现蓝紫色的细胞是          （不考虑有机物的转移）。
（2）图1与图2所代表的植物更适宜于在高温、低浓度CO₂环境生活的是     （填“图1”或“图2”），这是长期                           的结果。
（3）根据表格3分析：
①烟草生长的适宜温度约为             。此温度条件下，当光照强度达到饱和点时总光合速率为                      。要测得此总光合速率，至少设计两组实验。一组将植物置于温度为20℃的____     __条件，测得呼吸作用速率；另一组将同种生长状况相同的植物置于温度为20℃、光照强度为1603.8μmol·m^―2·s^―1的密闭环境中，并在装置中放置___________溶液，所得数值为______________________的差值。
②与30℃相比，35℃时烟草总光合速率较      ，其主要原因是                             
                                                                  。

玉米的碳同化效率明显高于水稻，PEPC酶是玉米进行CO₂固定的关键酶。请回答相关问题：（1）PEPC酶基因的表达与其功能有关。为培育转PEPC酶基因水稻，科学家应从玉米的       细胞中获取PEPC酶的mRNA，然后在      酶的作用下合成目的基因。
（2）科研工作者测得光照强度对转PEPC酶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）。

图1                                   图2
①水稻细胞产生和消耗O₂的具体场所依次是       。
②据图分析，光照强度低于8×10²μmol·m^-2·s^-1时，影响原种水稻光合速率的主要环境因素是          。
③根据图1、图2，光照强度为10×10²μmol·m^-2·s^-1时，转基因水稻的光合速率高于原种水稻，其主要原因是              ；光照强度为14×10²μmol·m^-2·s^-1时，转基因水稻依然比原种水稻光合速率高，推测在强光下PEPC酶催化固定CO₂的能力     。
④根据研究结果，转基因水稻更适宜栽种在         环境中。
（3）以上的研究不能证明转PEPC酶基因植物的光合速率都比原种的植物高。要得到此结论应如何进一步设计实验？                            。

水体氮、磷富营养化常引起藻类大量繁殖，出现“水华”、“赤潮”或“绿潮”现请回答下列问题：
（1）“水华”生物主要是蓝藻，“赤潮” 生物主要是甲藻和硅藻，“绿潮” 生物主要是绿藻，这些藻类在细胞结构上最主要的区别是          。藻类细胞以    方式吸收NO^3-、PO4^3-。
（2）某沿海地区连续7年爆发大规模的浒苔（大型绿藻），某科研小组对浒苔进行了研究，结果如下：
表：不同光照水平下浒苔的浮沉状况

烧杯编号	1	2	3	4
光照强度（lx）	0	70	270	470
浒苔沉浮状况	沉入烧杯底部	沉入烧杯底部	悬于水中	浮于水面

曲线：浒苔光照强度与O2吸收、释放量的关系
①实验前需要对浒苔进行抽气处理，目的是          ；浒苔的沉浮状况，与细胞中的         （生理活动）有关。
②表中3、4号烧杯的光照强度，与下图中的          对应。

③实验结果表明，当日照强度弱时的明显危害是，水体会出现          降低。

某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态，晚上开放。如图1表示该植物固定和还原CO₂过程，据图分析回答下列问题。

（1）图中的A代表的物质是             ；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）根据这类植物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）植物夜晚能吸收CO₂，却不能合成（CH₂O），其原因是              。白昼这类植物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            。

莲藕是一种常见的水生植物，其生长状态如图所示，请回答下列问题：

（1）“藕断丝连”中的“丝”其主要成分是纤维素，构成纤维素的单体是       。藕极易褐变，这是由细胞内的多酚氧化酶催化相应反应所导致。将藕在开水中焯烫后可减轻褐变程度，原因是              。
（2）藕中气腔孔与叶柄中气腔孔相通，因此藕主要进行有氧呼吸，呼吸作用第二阶段的产物是              。在藕采收前数天，向藕田灌水并割去水上荷叶的叶柄，有利于              ，提高藕的品质。
（3）上午10点～11点，光照强度增大，叶绿体中ATP的生成量        ，产生的ATP可用于       。此时图中①处叶肉细胞产生的O₂的去向是         。莲叶高矮错落有致，有利于通过增加           来提高产量。

A图表示番茄叶肉细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化（其中数字代表过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表物质），B图为大棚中番茄叶肉细胞部分代谢过程示意图（其中数字代表物质，字母代表过程或结构）．请据图回答：

（1）A图甲过程中物质Ⅰ是    ，其在        上产生（答具体结构）；该物质用于乙过程的         阶段，该阶段所发生的场所是          （答具体结构）．
（2）B图中除了线粒体与叶绿体，还有一个细胞器a，它在吸收物质①后，体积会略有增大，这体现了膜的             ；
（3）在光照充足的条件下，B图中理论上可以完成的过程有          （用字母表示）．

下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答：

（1）图中b代表的物质是           ，物质a分布在叶绿体的             。
（2）上述①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是        (填序号)，其中产生量最多的过程是        ，过程③发生的场所是        。在②中，如果用放射性同位素对g示踪，则放射性同位素最先出现在[  ]      中（括号内填字母）。
（3）适宜的光照下，①过程为②过程提供的物质是           和           。
（4）上述①～⑤过程中，有二氧化碳生成和必须有二氧化碳参与进行的过程分别是       (填序号)。可在该植物根细胞中进行的过程是           (填序号)。
（5）若该植物是番茄，将其种在温室中，写出两种通过同时改变上述生理过程的强度来提高产量的措施。①               ；②              。

图甲中的曲线表示某植物在恒温35℃时CO₂的吸收或释放量与光照强度的关系：图乙是某同学“探究光照强度对水藻光合速率的影响”的实验装置图（灯亮度可调）：图丙曲线是将图乙中的试管密闭后，调节灯亮度的过程中，水面上方CO₂相对含量的变化。试回答：

（1）图甲曲线中，当光照强度为X点时，根尖细胞中能产生ATP的细胞器为____________。
（2）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为30℃和35℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到30℃，甲曲线中a点将______方向移动，光补偿点将______方移动。
（3）图乙装置中隔在灯与试管之间“盛水玻璃柱”的作用是__________。
（4）假设图乙试管水中的CO₂浓度始终不变，图丙中D点时，图乙的灯处于_____（开启/关闭）状态，判断依据是__________，图丙中从A到E这段时间内水藻体内有机物含量会__________（增多/减少/不变）。
（5）图丙中，若在C点突然增加光照，则在短时间内叶绿体内三碳化合物含量将_______。（增多/减少/不变）

（6分，每空1分）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67．5s；光合作用产物的相对含量为50%
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7．5s；光合作用产物的相对含量为70%。
C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3．75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。
D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量        （填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是                ；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要        ，这些反应发生的部位是叶绿体的        。
（2）A、B、C三组处理相比，随着        的增加，使光下产生的        能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO₂的同化量。

某科研人员将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化如下图所示。分析回答：

（1）小麦叶肉细胞进行光合作用的场所是         。CO₂进入叶肉细胞后被固定，固定产物的还原需要光反应提供                 。
（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。A点以后的短时间内，叶片细胞内C₅的量将         。
（3）在0～5min内，该容器内氧气量减少的原因是               。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                    。
（4）如果小麦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。同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是             。