高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

某同学将生长一致的小麦幼苗平均分为甲、乙两组，甲组置于阳光下培养，乙组置于黑暗中培养，其他条件适宜。一段时间后，测定麦苗的干重，发现两组存在明显差异。
回答下列问题：
(l)两组麦苗中，干重较大的是____组，原因是          
(2)观察叶片颜色，出现黄化现象的是____组，其主要原因是            
(3)该实验探究了环境因子中的____对小麦          的影响。

（12 分）下图一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代表不
同的细胞器，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______________。
（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）该细胞吸收K⁺，需要膜载体协助和⑤，其中⑤的结构简式为__________。

下图是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：

（1）图中A表示的过程为___________，写出生成ATP的反应式：_________________；这些ATP将用于_____________。
（2）图中B表示的过程为__________，此过程发生的场所是_________________。
（3）图中C表示的过程为_____________，产生的ATP中储存的能量来自___________，ATP水解释放的能量直接用于______________，这里产生的CO₂是在____________阶段形成的，产生的水是在___________阶段形成的，此过程的反应式可以写成：____________________________________。

为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图

（1）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的和,在中将转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。
（2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率。本实验中对照组（空白对照组）植株固定速率相对值是.
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，降低，进而在叶片中积累。
（4）综合上述结果可推测，叶片光合产物的积累会光合作用。
（5）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是，则支持上述推测。

气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。

时期	碳吸收量（Kg C.a-1）	碳释放量（Kg C.a-1）
A	1.20×1014	1.20×1014
B	1.20×1014	1.26×1014

（1）生态系统碳的吸收主要是通过______作用实现的，碳的释放主要是通过_____作用实现的。
（2）表中_______时期的生态系统处于稳定状态，原因是______。
（3）由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的________,导致大气中_____增加并引起全球气候变化。
（4）人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的_____阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的_____直接发酵转化为燃料乙醇。

（共7分）下面甲图表示某植物的部分细胞结构和相关代谢情况，a—f代表O₂或CO₂，乙图表示20℃时光照强度对该植物光合作用的影响（以测定的CO₂吸收量与CO₂释放量为指标），请据图回答下列问题：

（1）甲图中c___________（填可以或不可以）表示葡萄糖的去向，原因是：__________________。在乙图中的B点，甲图a—f过程可以发生的是____________，C点可以发生的是___________________。
（2）若光照强度处于图乙的C点时，叶绿体内ATP移动的方向是                           。乙图D点时，光合作用制造的有机物量是呼吸消耗量的___________倍。
（3）适当提高CO₂浓度时则D点将___________移。

某研究者利用栽在花盆中的植物，对植物的光合作用与呼吸作用进行了相关的研究，图甲表示此盆绿色植物在两种不同温度下释放氧气的快慢与光照强度的关系，图乙是测定图甲纵坐标上a值的实验装置图，已知该植物的呼吸商A（呼吸商=呼吸放出的CO2量/呼吸消耗的O2量）为0.75，请回答如下问题：

（1）在光照强度较强的情况下，该盆植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有           ，叶绿体中ADP的转移方向是                          。
（2）图乙的钟罩内放入NaOH溶液的目的是                          。为了测定a值，可在钟罩内放入该植物后密封，置于25℃的环境中，并对钟罩进行       处理，若刻度管中红墨水      了b毫米，则a值为     毫米。
（3）在25℃、2.5千勒克司光照强度下，该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的CO2外，每小时还应从外界吸收CO2　     　。
（4）若该盆植物为阴生植物，则在25℃条件下，阳生植物不吸收也不释放氧气时所对应的光照强度很可能       （填“大于”、“等于”或“小于”）1千勒克司。
（5）将此植物进行温室栽培，若温室内光照强度小于2.5千勒克司，甲图中     温度下有助于提高光合产量。
（6）若由于管理不善，该盆植物突然缺镁，则C3的含量会       。   

请回答有关光合作用的一组问题：
（1）1883年，德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如下图所示：

1）描述B情况下细菌的分布情况：                                  。
2）恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是：                              。
3）如果可使用水草、台灯、颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置，定量检测上题所得的结论是否正确，你将收集的数据是                         。
（2）用某种绿色植物大小相似的叶片，分组进行实验。首先称量实验前的叶片重量，再置于不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照l小时（光照强度相同），再测其重量变化，得到如下结果。

组别	一	二	三	四
温度（^0C）	27	28	29	30
暗处理后的平均重量变化（mg）	-1	-2	-3	-4
光照后的平均重量变化（mg）	+3	+3	+3	+2

 
1）暗处理时，随温度升高，叶片重量     （增加/减少），其原因是                           。
2）光照后，光合作用产生氧气量最多的是第       组叶片。28℃条件下每小时光合作用合成的有机物
为              mg。
（3）将一绿色植物放入一个三角瓶中，如下图所示。在瓶中安放一个测定CO₂浓度的传感器，将瓶口用橡皮塞塞上。传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间内瓶中CO₂浓度的变化。如果用此装置进行植物光合作用速率的测定，请回答 ：

1）在适宜条件下，首先将该装置置于       条件下，此时测得的数值表示        。
2）再将该装置置于            下，此时测得的数值表示                 。
3）如果右上图为该植物在步骤①、②中测得的实验数据，根据图中数据，该植物在单位时间（min）内光合作用速率为             。

下图为光合作用过程示意图。请据图回答。

(1)光合作用中吸收光能的色素位于结构[  ]          上。
(2)图中I是光合作用的          阶段，Ⅱ是          阶段。
(3)I阶段为Ⅱ阶段提供了[  ]          和[  ]          。

为了验证光质对叶片光合作用的影响，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对预测结果进行分析。
实验材料与用具：小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、绿叶（如菠菜叶）（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计）。
（一）实验步骤：
(1)取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）
(2)将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。
(3)将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。（这样的叶片因为细胞间隙充满水，所以全都沉到水底。）
(4)                                                                          
(5)                                                                          
(6)                                                                          
（二）预测结果并分析：
预测结果：                                                                     
                                                                               
结果分析：                                                                     
                                                                               
（三）结果及讨论： 若增强单色光光照强度，能否对实验结果产生影响？           ，试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光（光质）下，光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。

（16分)番茄是人们日常生活中熟悉的一种蔬果，请分析回答以下与番茄有关的问题：

(1)科学家做过这样的实验，将番茄培养在含的培养液中，一段时间后，测定培养液中这三种离子的浓度（图1)。营养液中的无机盐离子通过_______方式进入番茄细胞内，吸收结果表明番茄对_______的吸收较少，而对另外离子的吸收较多，这一差异与根细胞膜上_______有关。
(2)番茄进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25⁰C和30⁰C。图2是在CO₂浓度一定、环境温度为25 ⁰C、不同光照强度条件下测得的番茄叶片的光合作用强度。请据图分析:B点时，该植物叶肉细胞产生ATP的场所是_______。C点时，该植物的总光合速率为_______mg/100 cm²叶•小时（用CO₂吸收量表示）。C点以后限制光合速率的外界因素是___  ___      _.
(3)番茄中的番茄红素有较高的营养保健功效，在成熟的番茄果实中含量较高。番茄红素具有较强的抗衰老和抑癌功效，据此可判断该物质的保健功能是通过保护_______(填某种物质）免受损伤，来防止癌症的发生；通过增强细胞膜的_______，延缓细胞衰老。

2010年上海世博会主题馆东西立面上种植面积达5 000平方米的生态绿化墙是目前世界上最大的生态墙，生态墙中绿色植物的选择和介质的选择过程中凝聚了很多科技含量，不管在严寒还是酷暑都是常绿的。如图是生态墙中某种绿色植物的光合作用过程示意图，请据图回答下列问题。

（1）请填写字母所代表的物质：a.________，b.__________，c.________，d.________，e.________，f.________，g.________。
（2）光反应和暗反应的场所分别是_________和_________。
（3）光反应需要的色素在________，主要吸收可见光中的       和      光用于光合作用。
（4）从图中可以看出光反应和暗反应是不可分开的，光反应为暗反应提供__________和________，暗反应为光反应提供__________等。

下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构。请据图作答：

(1)上图中，反应过程①的场所是___ _______，反应过程④的场所是_______ _____。
(2)结构a中发生的能量转换过程____                                    ____。
在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点（即光合作用速率等于呼吸作用速率时对应的光照强度）时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有____              ___   _         __。
(3)叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是___________________________。
(4)干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程__________受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程________________受阻。
⑸其中结构ａ增加膜面积是通过                         ，结构ｂ增加膜面积是通过             。

(10分)下图表示光合作用过程，请据图回答问题：

（1）光合作用分为两个阶段E、F，是在         和            中进行的。
（2）图中A是                 ，其功能主要是吸收　   光和 　 　光。
（3）在E阶段中物质的变化有：将水分解成B:        和[H]；ADP和Pi生成ATP，请写ATP的结构简式                 。
（4）在F阶段中，CO₂被C₅固定生成D的过程叫          ，D最终被还原生成C₅和（CH₂O）。
（5）光合作用中，E阶段利用的能源是         ，F阶段利用的能源是             。

下图甲装置为含水量较少的种子呼吸作用及幼苗光合作用实验图，图乙中的曲线表示种子呼吸作用（实线）和幼苗光合作用（虚线）的强度变化过程。请回答：

（1）水平玻璃管P处C0₂气体的流动方向是向         （左或右），由此可推知，在大田生产中，若要提高农作物的光合作用速率，直接有效的措施之一是施加有机肥（或农家肥），原因是                                  。
（2）t时刻，向装有种子的瓶内加入适量的水后，呼吸作用                   ，释放CO₂              ，那么幼苗光合作用速率            。请在乙图中绘出t时刻后种子呼吸作用及幼苗光合作用大致变化曲线。
（3）若第二步中加水过多，种子会因          而死。请写出该生理过程的反应式                          。