高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

为研究根际低氧环境对网纹甜瓜生长和果实品质的影响，科技工作进行如下实验：
①选择生长健壮的甜瓜幼苗，随机分为A、B、C三组，进行无土栽培。
②A、B、C三组根系供氧浓度分别为21%、10%、5%。其它栽培条件都相同
③持续供氧处理后的10天、20天、30天，测定各组根系的呼吸作用速率、根细胞苹果酸脱氢酶（有氧呼吸有关的酶）活性、乙醇脱氢酶（无氧呼吸有关的酶）活性、叶片光合作用速率等生理指标，回答下列问题：

（1）用SP-2溶氧测定仪可精确测定溶液中溶解氧的变化值。如要利用SP-2溶氧测定仪测量叶片光合速率，可将叶片剪成1×1cm²后，在一定的光照和温度条件下，测得缓冲液中溶解氧的单位时间增加值即为叶片的__________速率，若要获得叶片的真光合速率，要先测量叶片的________速率，具体做法是要在一定温度和________条件下测量缓冲液中溶解氧的减少值。为排除叶片组织中原有气体对实验结果的影响，叶片要先进行________处理。
（2）图甲是利用SP-2溶氧测定仪测得根系呼吸速率。图乙是植株根细胞内乙醇脱氢酶活性变化，该酶所催化的反应进行的场所是_________。结合图甲、乙分析，在低氧环境，根系细胞两种类型的呼吸速率变化是_________，实验中还测量了30天后各组植株的干重和果实含糖量变化，发现10%、5%低氧处理植株的干重显著低于对照组，原因是___________

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）
   ．

小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。下图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；图乙是在CO₂浓度一定、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。请据图分析回答问题。

（1）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，该细胞处于的生理状态是             。若是d过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是(用化学反应式表示)                       。
（2）在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有                 。C点时，该植物的总光合速率为     mg/(dm²·叶·h)。C点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是               。
（3）当植物缺镁时，B点将            (填“左移”或“右移”)。
（4）某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：                                            。需要特别注意的是，该实验需要在                     条件下进行。

下列甲图为某植物细胞的亚显微结构模式图，乙图表示与水有关的生理过程。请据图分析回答：

（1）若甲图细胞表示番茄顶端分生组织细胞，则该图中不应有的结构是 （填标号）；比较该图中结构4内、外膜的蛋白质的含量，发现内膜的蛋白质的含量明显高于外膜，其原因主要是 。
（2）某同学欲鉴定甲细胞是否为活细胞，可以采取的方法是     。
（3）图乙中①过程中的化学反应称为        ；破坏细胞核中的       （结构）会影响该过程的发生。
（4）乙图中膜③表示     ；该图中②、③两种生物膜除产生图中所示物质外，还可产生的相同的物质是       。
（5）在适宜的温度条件下，影响图乙中②、③两种膜上生化反应的主要环境因素分别是             。

下图示玉米光合作用的过程，据图回答：

（1）[H]由            细胞的叶绿体提供，它产自光合作用的         阶段。
（2）能固定CO₂的物质有            。PEP酶与CO₂的亲和力是Rubisco酶的60倍，而马铃薯没有C₄生成这一途径，则玉米和马铃薯在炎热夏天的中午，两种植物细胞内C₃含量的变化及差异是                 。
（3）要探明CO₂中的C在光合作用中的转化过程，采用的方法是                      。
（4）施有机肥能有效促进玉米生长，其原理是有机肥经分解后可为光合作用提供
                                                       。
（5）玉米有氧呼吸过程中也有丙酮酸产生，该物质可在              中被彻底分解。
（6）有科学家拟利用植物体细胞杂交技术培育“玉米-马铃薯”，可用         作为诱导剂来诱导细胞融合。

现代农业生产中常采用温室大棚栽培蔬菜，使一年四季均有新鲜蔬菜供给，提高我们的生活质量。某同学在参观设施农业时，发现温室大棚虽很好的解决了温度问题，但是还存在光照强度不足的问题，对此该同学提出了一个新的研究课题。
一、探究实验的课题是                          。
二、本探究实验的原理是在光合作用过程中，植物吸收CO₂，释放O₂。
三、实验材料：
打孔器，注射器，40W冷光源台灯，烧杯，菠菜叶片。
四、实验步骤：
1.取生长旺盛的菠菜叶，用直径为1cm的打孔器打出圆形叶片40片，并排出圆形叶片内的气体，置于黑暗传的清水中。
2.取4只小烧杯分别编号A、B、C、D并做如下处理。（与光源的距离决定光照强度，其他条件相同且适宜。）

编号	液体	与光源的距离（厘米）	叶片数	上浮叶片数
A	蒸馏水20毫升	30	10
B	富含^14CO2 的蒸馏水20毫升	30	10
C	富含^14CO2 的蒸馏水20毫升	40	10
D	富含^14CO2 的蒸馏水20毫升	50	10

3.观察和记录实验想象。
4.回答下列问题：
（1）¹⁴C最先出现在叶绿体基质中的        （C₃或C₅）中；
（2）请你预测B、C、D烧杯内，单位时间上浮圆形叶片最多的是           号，对此最合理的解释是           ，光反应为暗反应提供了            。
（3）在A烧杯内，圆形叶片没有上浮的原因是                 。
（4）若为温室大棚补充光照，在提供功率相同的各色光效应灯中，你选择的是        色光效应灯。

将生长发育状况相同的大豆植株分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光照强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。请回答下列问题：

（1）在ab段，Ⅰ组植株叶肉细胞内合成[H]的场所有___________。e点时叶绿体中ADP的移动方向是_________。与e点相比，f点时叶绿体内C₅的含量_______（填“高”或“低”）。
（2）在图中所示各点中，________点时体内有机物总量最少；若增加Ⅰ组的透光量（其他条件不变），c点应向_________移。
（3）若I和II组实验过程中大豆植株的呼吸速率保持不变，则d点时大豆植株的呼吸速率为     umol·m^-2·s^-1。若Ⅱ组植株在d点时线粒体中产生的CO₂比I组更多，则此时Ⅱ组植株的总光合速率______（填“大于”、“等于”或“小于”）Ⅰ组植株。
（4）根据该实验结果，提出在大棚栽种时提高该作物产量的具体措施是__________进行遮光处理。
（5）从大豆绿叶中提取色素时，所得滤液颜色偏黄，则可能漏加的化学药品是_________。

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________________。

为了研究光合作用与呼吸作用的关系，科研人员进行了观察与实验，并绘出相关坐标图。请回答下列问题：

（1）图1为电镜下观察绘制的亚显微结构模式图，图1中①和③结构的基本支架是   ；光照条件下，结构②中形成的产物有   ；光照条件下，结构④中酶的主要功能是   。
（2）图2表示某种植物黑暗条件下，在O₂浓度分别为a、b、c、d时CO₂释放量和O₂吸收量的关系。假定细胞呼吸的底物都是葡萄糖，在O₂浓度为d时细胞的呼吸方式是   ，当O₂浓度为a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的   倍。
（3）图3表示光照和温度等适宜条件下，某种植物放在封闭温室大棚内，测得大棚中一昼夜CO₂浓度变化的坐标图。图3的 A、B、C、D四个点中，光合产物积累最多的是 点。大田作物夏季中午光合速率明显下降的过程称作光合作用的午休现象，原因是 。据图3推测该植物光合作用有无午休现象?  。若连续三天，大棚的环境条件保持不变，则该植物的总重量发生的变化是   。

图1表示光合作用过程概要的模式图。其中，①～④表示化学反应，A～H代表物质。图2表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，保持一定的pH值和温度，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图。据图回答问题。

(1)写出下列反应或物质的名称。
②：_____    ④：___  __  D：______
(2)据图2分析，该绿藻细胞的呼吸速率为 ___________微摩尔/分。
(3)在图2中乙处给予光照时，分析瞬间 ATP的变化为________；在丙处添加CO₂时，分析短时间内C₅的变化为______  __。
(4)若在图2中丁处给予光补偿点（此时光合速率等于呼吸速率）的光照，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的_____    。
(5)若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的__   ___。
(6)若在图2中丁处给予适宜条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计1小时后，实际产生的氧气量为_______微摩尔。

下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C0₂的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：

（1）甲图曲线中C点和E点处，植株处于何种生理活动状态？             。
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的        段，植株积累有机物最多的是      点。
（3）乙图中FG段C0₂吸收量逐渐减少是因为              ，以致光反应产生的           。逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使_____化合物数量减少，影响了C0₂固定。
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为             。

实验题
（1）下图甲表示一株生长迅速的植物在夏季24小时内 CO₂的吸收量和释放量的变化（单位不作要求，A、B、C表示相应面积，整个过程呼吸作用强度不变）；图乙表示密闭恒温的室内进行植物栽培实验，连续48小时测定室内CO₂浓度的变化。
①图甲中，该植物在24小时内有机物的制造量（总量）为__________（用A、B、C表示）。
②图乙中，光合作用强度与呼吸作用强度相等的点是__________（用字母表示）。
③图乙中，连续48小时内有机物积累量大于0的原因是__________。

（2）某一生物兴趣小组利用如图装置（若干个）开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，4小时后，观察记录实验数据如下表．

容器	植物	部位	光质（光照强度 相同且适宜）	温度 （℃）	两侧水柱高 度差（mL/4h）
1	天竺葵	叶	红	25	240
2	天竺葵	叶	黄	25	30
3	紫罗兰	叶	红	25	160
4	紫罗兰	叶	黄	25	20

①上表探究性实验课题中的自变量是__________。
②研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是__________。
③若容器3的烧杯中加入的是CO₂的缓冲液，U型管左侧液面的变化是上升，植物的净光合作用速率是__________mL/h。

图甲为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图，其以气孔白天关闭，晚上开放的特殊方式适应干旱环境，请据图回答下列问题：

（1）图甲所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、为菠萝叶肉细胞内的部分相关代谢物质，能参与CO₂固定的有          ，推测C是           。
（2）干旱条件下，菠萝细胞白天能产生CO₂的具体部位是            。
（3）以测定CO₂吸收速率与释放速率为指标，探究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，数据以及相应细胞器的变化如图乙所示：
①温度在25~30℃间光合作用制造的有机物逐渐          （增加/减少）。在图乙中M，点时，对应图丙中a～f过程中在发生的是          （用图中字母表示）假设细胞呼吸昼夜不变，植物在30℃时，一昼夜中给植物光照，则一昼夜净吸收CO₂的量为           mg。
②将该植物置于较弱光照下一段时间后取其叶片进行色素分离，与适宜光照下分离的色素带进行比较，发现弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽，揣测该植物可通过增加         （填色素名称）含量以增强对弱光的适应能力。

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：__________。

完成下列关于代谢的非选择题
Ⅰ．根据下面光合作用图解回答问题：

（1） 图中编号所代表的物质分别是：③__________；④______________。
（2）暗反应需要光反应提供的物质是___________________。
（3）图中⑤是光反应阶段，反应场所是叶绿体的_________________。
Ⅱ．在充满N₂与CO₂混合气体的密闭容器中，用水培法栽培几株番茄，CO₂充足。测得系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题。

（4）6～8 h间，光合速率大于呼吸速率，容器内的O₂含量上升，CO₂含量下降，植株干重       。
（5）9～10 h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是    ；10 h时不再产生ATP的细胞器是     ；若此环境因素维持不变，容器内的O₂含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即          停止ATP的合成，         成为ATP合成的唯一场所。