高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

在一定实验条件下，测得某植物的光合作用如图（一）所示，细胞呼吸如图（二）所示，请据图回答下列问题：

(1)在光合作用过程中，光反应为暗反应提供了两种物质，是_____和_______。
(2)影响图（一）中a曲线P点上下移动的主要外界因素是____________；如果P点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于______%。
(3)若此植物为阴生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阳生植物，则图（一）a曲线的L点向______方向移动。
(4)图（二）中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得？____________________。
(5)绘制下列有关曲线图：
①图（一）中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量（mol/h）表示，请在图（一）中绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在图（二）中绘出无氧呼吸CO₂的释放量与O₂浓度的关系。

有人设计了一个实验来证明光合作用需要CO₂。他在两支试管里装入蓝色的BTB溶液（这种溶液在酸性条件下呈黄色，碱性条件下呈蓝色）。向试管内吹入CO₂，溶液都变为黄色，在一号试管内加入绿色水草，放在阳光下；二号试管中也加入绿色水草，用黑纸包起来。一小时后，观察到的结果如下：
（1）一号试管内的BTB溶液为    色，理由是                                         
                      。
（2）二号试管内的BTB溶液为            色。
（3）有人认为这个实验不够严密。为了使实验能够充分地证明光合作用需要CO₂，则应在上述实验装置的基础上加以改进，请按下列提示的实验步骤加以改进：
第一步：增加1支装有黄色BTB溶液的试管；
第二步：                          。
第三步：                           。
预测结果：                           。
（4）改进的目的是：                                       。

温室无土栽培技术已广泛应用于农业生产，请回答有关问题：

（1）无土栽培所用的营养液中的无机盐在植物体内的作用是                         。
（2）若栽培池较长时间通气不畅，作物出现烂根现象的主要原因是                    。
（3）若培养一段时间后，植物开始萎蔫，其根表皮细胞出现上图现象。该现象称为                    ，图中          （填标号）共同构成的结构相当于半透膜；此时可采用的补救措施是                          。
（4）下图表示温室内光照强度与作物光合速率的关系。

在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，AB段光合速率增加的限制因素是          ；限制CD段作物增产的主要因素是             。

将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用完全营养液置于室外进行培养，如下图a所示，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO₂浓度影响均忽略不计。现用CO₂浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO₂浓度的变化情况，绘制成如图b曲线。请据图分析回答：

（1）上图显示，影响光合作用的外界因素有            等。
（2）BC段与AB段相比说明            能影响             的活性。CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是            。
（3）EF段植物体的叶绿体内C₃和C₅的变化是                                   ，其原因最可能是                                  。
（4）G点时植物生理活动过程的特点是                                           。与图b中的哪一点         （填字母）相同。18时与0时相比,植物体内有机物总量的变化情况最可能是         。

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________________________。

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________________________________________________________
________________________________________________________________________。

为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理，从顶部去除不同数量叶片，每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率（代表单株产量），同时在一定面积的样方中测定群体光合速率（代表群体产量），结果如图。图3为正常玉米幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图。（备注：穗位叶位于植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量。）


（1）由图1可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着_____而增大。本实验中穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为 _____。
（2）由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶获得的_____更充足。
（3）综合上述，结果可推测，种植密度较高的玉米田中，采取_____可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致。
（4）图3的A点时叶肉细胞中O₂的移动方向是_____。温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为_____℃。图中_____点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

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。

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        。