高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

苎麻俗称“中国草”，大竹县被誉为“中国苎麻之乡”。苎麻纤维所制的纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐。如图表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。

(1)光合作用的光反应阶段产生的NADPH和ATP用于碳反应中____________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与________作用有关的酶的最适温度更高。
(2)光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是____℃。在温度为40 ℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO₂来源是___________________________________________。
(3)若温度保持在20 ℃的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该苎麻能否正常生长？________(填“能”或“不能”)。原因是________________________。

下图表示植物细胞内光合作用和呼吸作用的部分生理过程,请据图回答：

（1）过程①属于光合作用的       阶段，过程③称为        。
（2）由图可知，光反应为暗反应提供[H]，除此以外光反应还可以为暗反应提供       。
（3）图中属于有氧呼吸的过程是       （填序号），过程②进行的场所是       。
（4）活细胞一般都能进行的是图中的过程       （填序号）。

为研究CO₂浓度及氮肥对植物光合作用的影响，某科研小组以小麦为研究对象，在盆栽条件下，利用人工气候室分别设置两种CO₂浓度和两种施氮量的实验处理，实验材料分为四组，每一组种植10盆。在小麦抽穗期选择晴天，用光合作用测定仪于上午8:30–11:30连续7天进行光合速率的测定。结果如下图所示，请回答相关问题。

（1）从本实验的结果可知最有利于小麦光合作用的条件组合是__________。N是光合作用中许多重要物质的组成成分，如果某同学要测定施氮后叶片叶绿素含量，可取叶片1克放入研钵加二氧化硅和碳酸钙研磨，同时加入一定量的__________以提取色素后用一定方法测定。
（2）本实验过程中测定光合速率每天选定8:30–11:30这一时间段是为了控制__________等无关变量，题中可减少实验误差的措施有__________。
（3要利用该装置研究施加200mg·kg^–1氮素肥料对植物呼吸作用的影响，利用该装置需要在__________条件下测定。
（4）从上述实验分析，在大气CO₂浓度增大的条件下，若想更有效地提高小麦的产量，可以采取的措施是__________。目前温室效应问题产生的主要原因是人类过多使用化石燃料，从物质循环角度看，化石燃料中的碳首先是通过生态系统中__________的光合作用而进入生物群落的，从能量流动角度看，化石燃料中的能量是未被自身呼吸作用消耗，也不能被下一个营养级和__________利用的能量。

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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48 h测定温室内CO₂浓度及植物吸收CO₂速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸作用强度恒定)，请回答下列相关问题：

(1)实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有______________________，6 h时细胞内CO₂的移动方向是____________________。
(2)图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有____个，12～18 h时叶绿体内RuBP含量将________(填“增加”或“减少”)。
(3)叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是____h时，前24小时比后24小时的平均光强度____。
(4)如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将________(填“上移”、“下移”或“不变”)，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。

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。

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。

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。

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            

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。

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        。

图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。其中实线表示真正光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。图乙为该植物在适宜条件下，光合作用速率随光照强度变化的示意图。请据图回答：

（1）由图甲可知，与        作用有关的酶对高温更为敏感。
（2）当环境温度为40℃时，该植物的有机物净积累量为       mg/h。理论上预计，在温度为         条件下，植物生长状况达到最佳，已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线，理论上分析，如果温度改变为45℃，图中b点将向       移。
（3）乙图曲线中，当光照强度为0时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有            。

下图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题

（1）参与光合作用的色素分布在叶绿体的         上。
（2）光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示            阶段，反应场所是__________________。
（3）写出图甲中所示物质或生理过程的名称：① _____________；②         ；③             ；④       ；⑤ _______________。
（4）由图乙可知，影响光合作用的外界因素是        和          。
（5）比较I、Ⅱ两条曲线，当光照强度大于a时，曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大的原因是         ，限制了光合作用            阶段的进行。
（6）写出光合作用的总反应式：___________________________________。

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__________。