高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O₂吸收量和CO₂的释放量的变化，请据图回答：

（1）外界氧浓度在3%以下时，该器官的细胞呼吸方式主要是            。
（2）该器官O₂吸收量和CO₂释放量的两条曲线在P点相交重合为一条曲线，表明在该点所对应氧气浓度下器官的呼吸方式是   。
（3）当外界氧浓度在10%时，该器官CO₂释放量的相对值为0.6，而O₂吸收量的相对值为0.4。此时，需氧呼吸中CO₂释放量约相当于厌氧呼吸的              倍；生成ATP的相对值约相当于厌氧呼吸的          倍。

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表示细胞的相关结构。请据图作答： (11分)

(1)上图中，反应过程①的场所是________，反应过程④的场所是________。
(2)a中发生的能量转换过程是_____                              ___。
（3）离开②的第一个产物为           。NADP⁺的移动方向为           （文字表示），在其他环境条件适宜而光照强度恰为光补偿点时，单位时间内A～L各物质中产生量与消耗量相等的有 __      ______。（用字母表示）
(4)叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是_____________。
(5)干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是________。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是________阶段受阻。
（6）由b参与的呼吸总反应式为                    ，马拉松赛跑时，呼吸的产物有             。

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：_________________________________________________________        。

如图是探究某植物与光合作用相关问题的实验装置，请分析与该装置有关的问题(提示：取的是同一植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片，烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应，不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)：


(1)适宜的光照下，装置A中油滴的移动情况是________，原因是
________________________________________________________________________。
(2)适宜的光照下短时间内(装置内仍有O₂存在)装置B中油滴的移动情况是________________。放置一段时间后，装置中的O₂消耗完毕，这时油滴的移动方向是________，写出此时的反应方程式：________________________________________。
(3)分析装置C中的油滴移动情况与光合作用和细胞呼吸的关系：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能否直接用装置C、D证明光合作用需要CO₂，为什么？_____________________。如果用装置B、C证明光合作用需要CO₂，实验前应该将叶片进行怎样的处理？________________________________________________________________________。
(5)要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置__________。

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。

下图表示叶绿体的结构和功能，请回答：

（1）图中[  ]_________上的叶绿素约占该结构上所有色素的_________。
（2）光反应是在[  ]_________上进行的，因为这里分布着__________________；暗反应是在[  ]_________中进行的，因为这里分布着_________。
（3）光反应的生理意义是：光反应所产生的[3]_________和[  ]_________，是暗反应所必需的_________和_________。
（4）暗反应包括[6]_________和[  ]_________。
（5）若突然降低CO₂的浓度，则叶绿体中下列物质的含量变化是[3]_________。

下图表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图。图中A～E代表相关过程或反应阶段，a～e代表相关物质。请据图回答：

（1）图中b代表的物质是___________，c代表的物质分别是___________。
（2）与乳酸菌的细胞呼吸相比，图中植物细胞呼吸过程中特有的阶段是___________（填字母），这些过程发生的部位在___________（填细胞器）。
（3）若细胞呼吸的底物是葡萄糖，植物某器官呼吸作用消耗O₂和产生CO₂的量分别是4mol和6mol，则无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的___________倍。
（4）干早初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是图中反应过程___________受阻。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是图中反应过程___________受阻。

某人利用小球藻为实验材料做了下列两个实验，最初各个试管中小球藻的量相同，请回答：

（1）实验一：在相同培养液中，装置a和b分别培养小球藻（抽去空气），将两个装置都同时放在阳光下。一段时间后观察，B、C两试管哪个更绿？___________。实验中B试管的小球藻能长时间存活吗？___________。
（2）实验二：通过通气管向密闭容器中通入¹⁴CO₂，密闭容器周围有固定的充足且适宜的光源。当反应进行到0.5s时，发现¹⁴C出现在一种三碳化合物（C₃）中。当反应进行到5s时，¹⁴C还出现在一种五碳化合物（C₅）和一种六碳糖（C₆）中，该实验是通过控制___________来探究CO₂中碳原子的转移路径的。在该实验中，如果发现0.5s时，C₅的含量较高，若要降低其含量，可改变的实验条件是______________________。
（3）用高速离心法打破叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、[H]和¹⁴CO₂，结果在这种基质中检出含¹⁴C的光合产物。光合作用中类囊体薄膜的作用是_________________。在基质中加入ATP、[H]的作用是______________________。如果不加入上述物质而只给予光照，反应能否进行？___________。

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。

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。

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。

下图1表示番茄叶肉细胞内两个重要的生理过程，图2是某科研小组利用密闭的透明玻璃小室探究番茄植株光合作用速率的装置。请回答下列问题：
 
(1)图1中，②过程进行的场所是        ，④过程进行的场所是       。
①---④过程中，能为该细胞合成蛋白质供能的过程是        。
（2）在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂ 。 当反应进行到0.5s时，¹⁴C出现在C₃ 中；反应进行到5s时，¹⁴C出现在（CH₂O）。该实验是通过控制        (条件)来探究CO₂ 中碳原子的转移路径，用到的实验方法为         。
(3)将图2所示的装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图3所示曲线。观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的        侧，液滴移到最右点是在一天中的        点。在12点之后的下午某时间段内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔20分钟记录一次刻度数据
……	25	27	31	37	……

该组实验数据是在图3所示曲线的        段获得的。如果要测定该植物真正光合作用
的速率，该如何设置对照实验        。

下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答：

(1)甲图表示在光照弱的情况下，光合作用随________的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是________阶段。
(2)从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速度不再增加，这种变化主要决定于________，此时光合作用的________阶段受到限制。
(3)图乙中C点表示光照强度为B时植物生长的________，出现CD段的原因是__________________。

光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动。绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系，如下图甲所示，请分析回答：

(1)甲图中X物质是________，Y物质是________。
(2)乙图所示植物浸泡在完全培养液中的细胞可以发生的生理过程是________(写标号)。
(3)甲图中①过程是在_________________上进行的，发生的能量变化是________________________。
(4)甲图①～⑤过程中，能使ADP含量增多的过程是________(写标号)。
(5)若将乙图装置中质量分数为1%的NaHCO3溶液(可为植物提供CO2)换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液(可吸收钟罩内空气中的CO2)，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________________________。
(6)从植物细胞中提取完整的线粒体和叶绿体，制成悬浮液，分别加入2支试管中，标号为1号、2号。在1号试管中加入适量的葡萄糖溶液，在2号试管中加入等量的NaHCO3溶液，给予充足光照，观察到的现象是1号试管____________，2号试管_____________，其原因是_________________________。

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。