高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

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：         ．

在一定的条件下，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；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，在该实验条件下，此绿色植物的光饱和点是        （KLX）。实验测得的O₂ 释放量小于光合作用过程中O₂实际产生量，原因是        。适当提高CO₂浓度，图乙中的E点将向        移动。
（3）丙图中的a、b、c、d表示物质，则a表示        ，其元素组成是        。
d 表示        ，b还原形成的c        （填“大部分”或“少部分”）离开卡尔文循环。

如图表示某绿色植物细胞内部分代谢活动的相互关系，其中a、b、c、d代表不同的细胞器或结构，①﹣⑤代表不同的物质．请据图回答问题：

（1）写出以下结构或物质的名称：物质③    ，结构a        ，⑤的结构简式为        ．
（2）①在b内参与的反应是有氧呼吸的第        阶段，反应场所是        ．
（3）②在a内变为④所需的直接条件是需要多种酶及        ．
（4）上图中能产生[H]的场所有       ．（用图中字母作答）
（5）据图可知细胞吸收K⁺的方式是        ．该细胞②物质从产生到进入相邻细胞被利用穿过     层磷脂双分子层．

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）请在下图中用箭头标出A点时CO₂的移动方向。

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”）。

为探究大气CO₂浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的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：

分组及实验处理	株高（cm）	叶绿素含量 ·   （mg g^- 1）	光合速率
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV照射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV照射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）光合作用中，CO₂在            中与RuBP结合，形成的三碳酸被还原成三碳糖。这样光能就转化为糖分子中的         。
（2）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              ，加快了碳反应的速率；另一方面是由于          含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比大致相等，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。
（3）由表可知，CO₂浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO₂参与了促进植物合成生长素的           表达有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中生长素的含量。若检测结论是            ，则支持假设。

青蒿素是从青蒿中提取的药用成分，它能有效地杀死导致疟疾的元凶——疟原虫。请据图回答下列问题：
（1）疟疾是疟原虫引起的虫媒传染病，疟原虫是一类单细胞、寄生性的真核生物，它与大肠杆菌的主要区别是           。青蒿素治疗疟原虫的的原理是，青蒿素和其衍生物可以与疟原虫细胞膜表面蛋白结合干扰其蛋白的功能，使细胞膜失去          功能，从而干扰营养物质的吸收。也可以与血红素产生烷化反应，组成“血红素－青蒿素合成物”干扰疟原虫代谢，其中的血红素位于血红蛋白内，血红蛋白的必有的元素是          。
（2）下图表示在最适温度、充足二氧化碳条件下测得的青蒿植株二氧化碳吸收量与光照强度之间的关系，当光照强度达到b点时，突然增加环境中的二氧化碳浓度，C₃的含量将         （填“增加”、“减少”或“基本不变”）。bc点之间，影响青蒿植株二氧化碳释放量的主要环境因素是         。

（3）取若干大小相同、生理状况相似的青蒿植株，分组进行光合作用实验。在不同温度下分别暗处理1小时，测其质量变化，再立刻光照1小时，测其质量变化，得到的结果如上表所示，则：
①在a点的光照条件下，青蒿叶片中能产生[H]的场所是           。
②若叶片增、减的都是葡萄糖的质量，在光合作用过程中，叶绿体释放氧气量最多的是       组叶片。

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             。

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______________。

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。

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              。

在初夏晴朗的白天，某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光和作用强度与呼吸作用强度之差），结果如下图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）：

（1）在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内C₃与C₅化合物相对含量较低的是________（C₃和C₅）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，11时所取叶片显色较________（深或浅）。
（2）曲线b的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是___________（光照强度、环境温度、空气中CO₂含量）。曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的___________用于CO₂的还原；若在棚内利用豆料植物做绿肥，可明显增加土壤中____     _元素的含量，主要促进植株体内__________（答出2个）等生物大分子的合成。
（3）6~9时和16~18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内            较高。
（4）光反应过程中，ATP中的能量来源于H⁺的电化学势能。NH⁴⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差。若将NH⁴⁺注入蔬菜叶肉细胞的叶绿体基质，ATP合成的速率将会___________。

细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物，滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。下左图是这两种植物（用甲、乙表示）单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化曲线，下右图表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在左图中四种不同光照强度（O、b₁、b₂、c）下的生理状态。据图回答：

（1）当光照强度为b₁时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有_____________。
（2）Ⅱ、Ⅳ状态对应的光照强度依次是___________、___________（填左图字母）。
（3）假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异，从结构与功能相适应的角度分析，含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是________________。
（4）漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势。下图为叶绿素A和叶绿素B的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），则滨藜、细辛两种植物中，叶绿素A与叶绿素B的比值较大的植物是________。

（5）生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚 内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线，则d点之后限制增产的主要外界因素是_____  ___；若要改变这一限制因素，提高乙植物的产量，通常采用增施有机肥料（如农家肥）的方法，其原理是__  _____；增施有机肥后，若保持温度不变，则d点将发生的移动情况是________。

看图回答下列有关光合作用的问题：

（1）与光合作用有关的色素主要分布在叶绿体的        上。图1表示纸层析法分离绿叶中色素的结果，条带1表示       （填色素名称），条带3和条带4中的色素主要吸收       。
（2）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图2），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）。则b﹣a代表的是            。
（3）图3表示种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中CO₂含量的变化，图中能表示光合作用强度和呼吸作用强度相等的点是           ，一昼夜内有机物积累最多的点是           。
（4）图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响。该植物在15℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是      mg。在25℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内（15小时白天）葡萄糖的积累量是           mg。