高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，甲、乙代表两种细胞器，①～⑦代表各种物质．图2表示该植物叶片CO₂释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量．据图回答下列问题：：

（1）在光照充足、高温或干旱条件下，某些植物的光合作用强度也会下降，其主要原因是图1中的        （用箭头连接序号表示）环节的反应强度下降所致．
（2）若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25℃和30℃，图2为CO₂浓度一定、环境温度为25℃时，不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度．
①图2 中的A点时，植物净光合作用量        （选填大于/小于/等于）；当光照强度处于图2中B﹣D间，光合作用有机物的净积累量为        （用图中符号表示）．当光照强度处于图2中的0﹣D间，光合作用有机物的净积累量为        （用图中符号表示）．
②请在图2中用虚线曲线绘出环境温度为30℃时，光合作用强度随光照强度的变化．（要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置）
   ．

一般认为，草莓比较耐阴，生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜。以丰香草莓为材料，研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响，旨在为草莓栽培提供理论依据。
材料用具：2叶期草莓幼苗，遮阳网(网内光强为自然光强1/3左右)，光合分析测定仪等。
（1）实验步骤：选取若干生长状况相似的丰香草莓幼苗随机均分为对照组和实验组，实验组用           进行处理，在相同且适宜条件下培养至植株长出6 张叶片左右，测定两种环境下各项指标如下：

（2）表中数据显示，遮阴提高草莓叶片的                  ，进而提高草莓适应弱光的能力。
（3）图1中，对照组草莓净光合速率曲线呈现“双峰”型，遮阴组实验时间段内光合积累总量显著          （大于、等于、小于）对照组，推测遮阴可能影响          反应，并据此继续进行实验得到图2的结果：

图2 遮阴对丰香草莓固定CO₂的效率和CO₂补偿点的影响
（4）由图2可知实验处理显著提高其CO₂补偿点，固定CO₂的效率      （升高、不变、降低），可能的原因是遮阴使叶片温度降低，导致                       。
（5）综上所述，1/3左右自然光强提高了草莓叶片利用光的能力，但CO₂的利用率下降。欲进一步研究本课题，可改变             进行研究。

图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO₂释放量和O₂产生总量的变化。图乙表示水稻的叶肉细胞光合速率与光照强度的关系。请据图回答：

（1）图甲中，当光照强度为b时，光合速率         呼吸速率（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收            个单位的CO₂。
（3）图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有             。
（4）如果增加环境中二氧化碳的浓度，则图乙中的b点的移动方向为          （填“左移”、“右移”或“不移动”）。
（5）图乙中，c点后CO₂的吸收量不再增加的主要环境因素为                 。
（6）在图乙中的b点所处的状态时，叶绿体内ATP的移动方向是              。

下图中，甲是叶绿体模型图；乙是绿色植物光合作用过程图解，请据图回答：

（1）吸收光能的色素分布在图甲的＿＿＿＿＿（填写序号）的薄膜上。
（2）Ⅰ阶段释放的O2来自＿＿＿＿的光解。
（3）Ⅱ阶段为＿＿＿＿（填写“光”或“暗”）反应阶段,需要Ⅰ阶段提供的物质是［H］和＿＿＿＿。
（4）夏日的午后，如果气温过高，叶片的部分气孔关闭，导致Ⅱ阶段[⑤] ＿＿＿＿的供应减少，（CH2O）的合成随之减少。

如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，如何改变环境条件：      ，由图1光反应中O₂的生成发生在类囊体膜内，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中在     点光合作用速率达到最大，此时限制光合作用速率的主要环境因素是     ．
（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．该实验的目的是：         ．

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                             
                                                                  。

（10 分）植物叶肉细胞光合作用的碳反应、 蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。 图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出 1 分子三碳糖磷酸的同时转运进 1 分子 Pi （无机磷酸）。

请回答：
（1）磷是叶绿体内核酸和 ________的组分。
（2）若蔗糖合成或输出受阻， 则进入叶绿体的 _________ 数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于________中，也导致了光反应中合成 __________数量下降，卡尔文循环减速。
（3）影响卡尔文循环的外界因素___________________（两点）

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）．

将一长势良好的健壮植株在密闭玻璃罩内培养，并置于室外。用CO₂测定仪测定玻璃罩内CO₂浓度某一天的变化情况，绘成曲线如图甲所示，下图乙表示该植株处于光照下的叶肉细胞。α表示该细胞的线粒体进行细胞呼吸放出的CO₂量，b表示该细胞的叶绿体进行光合作用吸收的CO₂量。回答下列问题（不考虑这一天内植株生长对细胞呼吸和光合作用的影响）。

（1）如图甲所示，BC段较AB段CO₂浓度增加速率减慢的原因是_________。从16时到18时，叶绿体内ATP合成速率的变化是________。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。
（2）如图乙所示，在氧气不足的条件下，线粒体内丙酮酸氧化分解的速率将会_________。适宜光照条件下，光反应产生的_______能够为暗反应提供能量。若光照突然停止而其他条件不变，则短时间内叶绿体中三碳酸（C₃）的含量将会_______（变大、不变、变小）。
（3）假设植物只有叶肉细胞可以进行光合作用，且每个叶肉细胞生理状况相同，当在图甲中D点时，图乙中a____b（填“＞”、“=”或“＜”）。
（4）如图甲所示，一天中植物有机物积累量最少的是_______点所对应的时刻。一天中植物体内的有机物积累量是________。
（5）写出有氧呼吸的总反应式：__________。

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点时叶片是否进行光合作用？为什么？                            。

科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响。请回答问题。

（1）据图1分析，比较甲、乙两种番茄，土壤含水量对它们的光合作用速率影响______（填“基本相同”或“不同”）。当土壤含水量______（填“大于”或“小于”）70％时，土壤含水量不成为限制番茄光合作用的因素。
（2）为进一步研究光合作用速率下降的原因，研究人员测定了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间C0₂浓度（即细胞之间的C0₂浓度），结果如图2。
①综合图1和图2分析，土壤含水量低于70％时，_______的变化与番茄光合速率的变化趋势相似。
②随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO₂并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的____      _变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了C0₂吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，从而直接影响____       __反应，而且不能恢复。
（3）为验证上述观点，将培养在_______条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行_________处理，对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率_____________，则观点二成立。

下图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同CO₂浓度下温度对光合速率和呼吸速率的影响示意图。请据图回答有关问题：

（1）若用图甲所示装置来探究CO₂是否为光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是___  __。
（2）若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是_______________________________________________________________________。
（3）若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO₃溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C₃与C₅相对含量的变化情况是________________________。
（4）图乙中，若环境温度保持在35 ℃，每日光照12小时，两昼夜后测定，植物体干重将________（填“增加”“减少”或“不变”）

某科研小组得到一水稻突变体，叶子呈现出淡绿色，测定光照强度对该突变体和野生型水稻气孔导度和净光合速率的影响，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高。）


（1）当光照强度为2x10²μmol·m^-2·s^-1时，叶肉细胞中能产生[H]的具体场所是________。
突变体水稻叶片比野生型水稻叶片的绿色稍浅的主要原因是_________。研究发现四种光合色素中只有叶绿素a有转化光能的功能，请结合已学知识推断光合色素中的叶绿素b的功能是___________________。
光照强度低于14x10²μmol·m^-2·s^-1时，影响野生型水稻光合速率的主要因素是_________。在光照强度为14x10²μmol·m^-2·s^-1时，突变型水稻的真光合速率是野生型水稻的_______倍（保留两位小数）。
（4）分析以上信息可推断，突变体水稻虽然光合色素含量较少，但其可通过增加_________ 来提高光合速率；突变体水稻更适宜栽种在______环境中。

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             。