高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

（除说明外，每空2分，共19分）
植物的新陈代谢受多种外部环境因子影响，请回答有关问题

（1）在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器。线粒体中能量转换形式是    ；叶绿体中能量转换形式是____     。
（2）上图图l表示某阳生植物光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示该植物整体表现出的吸收CO₂和释放CO₂量的状况。请分析回答：
①当光照强度为b时，限制光合作用强度不再增加的外界因素可能    、      等。
②光照强度为a时，光合作用吸收CO₂的量    ．（大于、等于或小于）呼吸作用放出CO₂的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？____，
③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动？        。  
（3）图2表示大气中氧气的浓度对某植物组织内CO₂产生的影响，试据图回答：
①A点表示该植物组织释放CO₂较多，这些CO₂主要是___的产物。
②由B到C，CO₂的释放量不断增加，其主要原因是               。

在夏季晴朗的白天，科学家对某种绿色植物叶片光合作用的强度进行分析，得到如图的曲线。请分析曲线图并回答：

（1）AB段说明：光合作用的强度随着_________强度的增强而增强。
（2）与B点比较，C点时空气中的二氧化碳进人叶肉细胞的量是增多还是减少？__________。
（3）由D点到E点，光合作用强度是增大还是减小？__________。

（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。

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[  ]          。

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                          。

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。

光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O₂/CO₂值异常情况下发生的一个生理过程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成（如下图所示），是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中O₂被消耗，并且会生成CO₂。光呼吸损耗能量大约抵消了30％的光合作用储备能量，因此降低光呼吸速率曾一度被认为是提高光合作用效率的途径之一。但是后来研究者发现，光呼吸其实对细胞有着很重要的保护作用。

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了__________为原料，但光合作用在__________反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生__________。
（2）“Rubisco”是一种酶的名称，这种酶既能催化物质“C—C—C—C—C”和O₂反应，也能催化物质“C—C—C—C—C”和CO₂反应，你推测O₂/CO₂值__________（高、低）时利于光呼吸而不利于光合作用。
（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，__________供应减少。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的__________，而光呼吸产生的__________又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

如图为A、B、C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线，请据图分析并回答：

(1)A植物在夜间能产生ATP的场所有______________________。该植物夜间能吸收CO₂，却不能合成糖类等有机物的原因是____________________________________。
(2)A植物在10～16时不吸收CO₂的直接原因是________________________________
____________，此时________(填“能”或“不能”)进行光合作用的碳反应。据图推测该植物生活在____________的环境中。
(3)C曲线与横坐标的交点代表的意义是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与上午10时相比，中午12时B植物细胞中RuBP含量的变化是________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

研究者进行了不同温度和光强度组合处理对葡萄叶片光合速率、气孔开度及胞间CO₂浓度的影响实验，结果如下图所示。

请回答：
（1）在两种光强度下，随温度升高，叶片光合速率均      。从甲、乙两图分析，原因可能是：随温度升高，         ，使叶片吸收的二氧化碳减少，         循环受到抑制。
（2）据丙图可知：适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃的组合处理，胞间CO₂浓度均明显升高，推测这些条件下叶片光合速率下降的原因是         。
（3）分析甲图数据可知，强光或高温都会抑制光合作用，而且         。因而在炎热夏季的葡萄生产中，可采用         措施。

为探究光照强度对锐齿栎光合作用的影响，研究人员分别对某林区中的锐齿栎幼苗（苗龄2年）和成树（树龄40年）进行了相关研究。实验结果如下图所示。

（1）由实验结果可知，适应在弱光环境中生长的是_________（填“成树”或“幼苗”）。这与森林群落_________结构的生物适应特点相似。
（2）由实验结果可知，在a．b．c三点对应的光照强度下，成树和幼苗光合作用速率最接近的是________点。
（3）研究人员为进一步研究锐齿栎幼苗与成树适应不同强度光照的原因，分别对幼苗与成树叶片中的叶绿素含量进行了测定。实验结果如下表所示。

	叶绿素含量（mg/L）
叶绿素a	叶绿素b	叶绿素总量
成树	11.2	3.9	15.1
幼苗	11.6	4.8	16.4

①在进行叶绿素含量测定之前，应制备叶绿素提取液。提取叶绿素时，除了加入80％丙酮和石英砂外，还需要加入CaCO₃。加入CaCO₃目的是_________________。
②通过测定叶绿体色素提取液的吸光度值并用一定的方法可计算出叶绿素的含量。测定吸光度值时，应以_______作为对照溶液，分别对叶绿体色素提取液的光吸收值进行测定。
③由实验结果可知，幼苗的叶绿素含量比成树的叶绿素含量___________。通过计算叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值，可推测适应弱光的植物___________（填“叶绿素a”或“叶绿素b”）的相对含量高。

据图回答问题：

Ⅰ、图1中，①～④表示化学反应，A～F代表化学物质。请用序号或字母回答：
⑴在类囊体进行的反应是：        。
⑵在碳反应中作为还原剂的是：       ，为碳反应提供能量的是：       。
Ⅱ、将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在值和温度保持一定的情况下，给予不同条件，绿藻细胞悬浮中溶解氧浓度变化如图2所示。请据图2分析：
⑴在图2中乙处光照开始后的两分钟内，净光合速率为       /分。
⑵光照开始2分钟后，溶解氧浓度不再继续增加的原因是                。
⑶在丙处添加，短时间内绿藻叶绿体基质中浓度明显减少的物质是    （）。
⑷若在图2中丁处停止光照，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的      。
⑸在缺镁培养液中悬浮培养的绿藻颜色明显发黄。将其滤出后充分研磨，用     提取其中的色素，通过纸层析法对色素进行分离，并将实验结果与正确的绿藻色素分离结果进行对比，可观察到滤纸条上            

下图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，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，测得的气体体积如图乙所示。假设该实验过程中植物叶片的呼吸速率不变。请据图回答下列问题：

（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验时，当光照强度由0渐变为2.5 千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的 （左侧、右侧或相同）位置处。
（2）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为 毫升（假设随光照的增强，植物体的温度不变）。
（3）假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的 反应阶段。
（4）与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值 （偏高/偏低/相同），原因是 。
（5）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是 。
（6）如果将试管中的CO₂缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是____________值。

现有生长良好的菠菜，在生物实验室里，有下列试剂可供选用：

A．10^－10M的吲哚乙酸

B．10^－4M秋水仙素

C．质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液

D．醋酸洋红染液

E．质量分数为8%HCl溶液
F．质量浓度为0.8  g/mL蔗糖溶液
(1)分别用上述6种试剂处理菠菜根尖细胞30  min后观察，经哪些试剂处理后的细胞仍有生活力？________。欲观察菠菜根尖细胞染色体，应选用________试剂染色；能促使插条生根的试剂是________；欲使菠菜(二倍体)的单倍体幼苗长大后的植株恢复可育，应选用试剂是__________。欲观察DNA和RNA在菠菜叶表皮细胞中的分布实验，在染色前应选用________试剂进行水解(以上空格均填编号)。
(2)在探究“植物细胞的吸水和失水”实验中，用试剂C(加一些红墨水)处理菠菜叶表皮。镜检时发现表皮细胞________________________部位呈红色。在装片中观察一个细胞首先发生质壁分离的部位是______________。若改为试剂F处理菠菜叶表皮，过一段时间后，用清水替代试剂F，镜检时发现________________________________________________________________________。
(3)提取菠菜叶片中的叶绿体色素时，为了防止研磨时叶绿素遭到破坏，应向研钵中加入少许的________(试剂)。在层析液中分离的结果，滤纸条上的色素带最下端的颜色是________，其中色素带最宽的是________，层析液中溶解度最大的是________。
(4)为了观察叶绿体的形态和分布，某同学把撕取的菠菜叶片带叶肉的下表皮置于载玻片上，直接用高倍镜仔细观察，未能达到实验目的，请修改其主要的方法步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5) 
图6－13－3
如用上述①～⑤材料做观察植物细胞的有丝分裂、叶绿体中色素的提取和分离、观察植物的向性运动等实验。你选择的最佳材料依次是(填图中序号)________。用紫色洋葱表皮做完细胞的质壁分离及复原实验后，又用此装片观察细胞分裂，结果未观察到处于分裂期的细胞。请解释原因：_________________________________________________________        。

纳米银由于抗菌性能良好而被广泛应用于食物容器、个人护理品等商品中，但其释放到水环境中的风险也引起了研究者的重视。用单细胞小球藻研究纳米银的毒性，开展了如下实验。请回答：

(1）用计数法研究“纳米银”对小球藻生长的抑制情况，结果如图甲，据图可知纳米银在条件下的毒性更强。实验中需要使用　　　　和显微镜对小球藻进行计数
(2)用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，进行了如下实验，结果如图乙
①材料用具：不同浓度的纳米银溶液，培养液，小球藻若干，密闭锥形瓶若干，溶氧测定仪，蒸馏水等
②实验步骤：
第一步：将小球藻平均分为A、B两组，A、B组又各分为＿＿＿小组并编号，分别放入密闭锥形瓶中培养。
第二步：A、 B组中的实验组都分别加＿＿＿，对照组加等量蒸馏水。
第三步：A组全部放在4000LX光照条件下培养，B组全部放在黑暗条件下培养，温度等其他条件＿＿＿，培养10分钟后，检测各个锥形瓶中＿＿＿的变化。
③实验结果：如图乙，其中系列1表示水体中的初始溶氧量，则系列＿＿＿表示A组实验数据。若不加纳米银，小球藻的光合作用强度约为每分钟＿＿＿溶解氧。
④实验结论：纳米银能抑制＿＿＿，且对＿＿＿的抑制更为显著。

鼠尾藻是一种着生在礁石上的大型海洋褐藻，可作为海参的优质饲料。鼠尾藻枝条中上部的叶片较窄，称之狭叶；而枝条下部的叶片较宽，称之阔叶。新生出的阔叶颜色呈浅黄色，而进人繁殖期时阔叶呈深褐色。研究人员在温度18℃(鼠尾藻光合作用最适温度)等适宜条件下测定叶片的各项数据如下表。

(1)据表分析，鼠尾藻从生长期进人繁殖期时，阔叶的光合作用强度          ，其内在原因之一是叶片的__         __。
(2)依据表中的变化，可推知鼠尾藻的狭叶比阔叶更适应__   __(弱光/强光)条件，这与狭叶着生在枝条中上部，海水退潮时，会暴露于空气中的特点相适应的。
(3)新生阔叶颜色呈浅黄色，欲确定其所含色素的种类，可用          ，提取色素，然后用层析液分离，并观察滤纸条上色素带的_          _。
(4)在一定光照强度等条件下，测定不同温度对新生阔叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。
①实验测定净光合速率时所设定的光照强度__           _ (大于/等于/小于)18℃时的光饱和点
②将新生阔叶由温度18℃移至26℃下，其光补偿点将__       (增大/不变/减小)，这影响了鼠尾藻对光能的利用效率。因此，在南方高温环境下，需考虑控制适宜的温度及光照强度等条件以利于鼠尾藻的养殖。