高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

某种植物在夏季晴天光合作用强度变化曲线右如图所示。请回答下列有关问题：

（1）在12：00左右出现光合作用强度“低谷”。请比较图中B、C两个点对应的时刻，       点叶肉细胞叶绿体中三碳酸分子的含量相对较高。
（2）曲线中B点CO₂吸收速率高的原因是        。
（3）研究发现，在其他环境因子相对稳定时，植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素。请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中，       点根系部位土壤溶液的浓度较高。
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：
a．从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶。
b．分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。
c．一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大）

①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。                   。
②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片光合作用强度将          ，主要原因是                  。

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        。

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            

下图甲为智能温室内高等绿色植物叶肉细胞中的部分代谢示意图；乙为不同光照强度下绿色植物吸收CO₂的速率曲线，丙表示密闭温室内24小时CO₂浓度变化曲线。
（1）图甲中，物质A进入线粒体内，在相关酶的作用下彻底氧化分解需要________的参与；释放大量能量时需要消耗___________。
（2）图乙中，当光照强度为b时，该叶肉细胞中产生ATP的场所有              ，c点之后图甲中CO₂的四条扩散途径（a、b、c、h）中，一般不会发生的途径是___________。
（3）图丙中A～B曲线上升的原因是              ，一昼夜后该植物体内有机物的含量将           。

下图Ⅰ中放一盆正常生长的绿色植物，Ⅱ处为一U型管，Ⅲ处放一只健康的小白鼠，V使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动。根据装置图分析回答问题。

(1)开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内空气中 _________（物质）含量增加。
(2)与（1）相同条件，给装置Ⅰ中绿色植物适量的水、无机盐，同时给以适宜光照一段时间后，B、D两处的成分差别是__________________________。
(3)开关①关闭，②③打开，同样光照条件下，Ⅰ中植物叶肉细胞的C₃含量_________；C₅含量_________ ；C处液面_________。
(4)在（3）中条件下，Ⅰ中生物刚开始产生O₂较多，但随时间延长，O₂产生量越来越少，原因是____________________________________，进而使光反应减弱。

如图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中Ⅰ～Ⅴ为生理过程，a～h为物质名称，请回答：

(1)图中物质b和g分别是________和________。
(2)物质a分布在叶绿体的______________，提取该物质时加入CaCO₃的目的是___________________。
(3)过程Ⅳ、Ⅴ发生的场所依次是___________和___________。
(4)上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是____________，ATP的结构简式是____________，必须有氧气参与进行的是______________。
(5)较强光照下，Ⅰ过程中d的移动方向是_______________________________。

下图甲表示在适宜温度和CO₂浓度条件下，光照强度对某绿色植物光合作用强度的影响曲线，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中a和b代表两种气体的体积，不考虑无氧呼吸），据图回答问题：

（1）自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是         。
（2）若将甲图中绿色植物从M点突然转移至P点条件下，短时间内C₃含量将         。
（3）甲图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有                        。此时，乙图中应去掉的箭头有                （填字母）。
（4）甲图中植物光合作用单位时间内固定的二氧化碳最大值是         mol/h，此数值相当于乙图中         值。

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。

某学生兴趣小组为“探究环境因素对光合作用强度的影响”，设计实验如下：
步骤一 取烧杯若干，平均分为五组，分别编号为组1至组5；
步骤二 将各组烧杯按照下表的实验设计进行设置；
步骤三 制备生长旺盛的小圆叶片若干，抽出叶片的气体，使之能沉入水底；
步骤四 将上述小圆叶片等量置于各烧杯中进行实验。
实验结果如下表所示：

组别	实验调节	30分钟内上浮叶圆片平均数（片）
温度	光照强度	NaHCO3
组1	10℃	40W白炽灯	1%	3
组2	10℃	100W白炽灯	1%	5
组3	？℃	100W白炽灯	1%	8
组4	25℃	100W白炽灯	4%	10
组5	15℃	60W白炽灯	0	0

根据上述实验回答下列问题：
（1）为探究CO₂浓度对光合作用的影响，组3的温度应该控制在         。
（2）以“单位时间内叶圆片上浮的平均数”作为实验检测指标的原理是                       。
（3）组5没有叶圆片上浮的原因最可能是（    ）
A．温度过低，光合作用较弱，因而没有氧气释放
B．光照强度较低，光合作用较弱，因而没有氧气释放
C．溶液中无NaHCO₃，光合作用较弱，因而没有氧气释放
D．溶液中无NaHCO₃，叶肉细胞无法存活，因而没有氧气释放
（4）如果重新设计实验，你如何对组1和组2进行改进，使实验现象更加明显。

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。

光合作用和呼吸作用是植物的基本的代谢方式，回答下列有关问题：
Ⅰ．图甲是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程．A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题：

（1）图甲中A表示___________，D表示_____________，在生物膜上发生的生理过程有____________（用图中数字表示）。
（2）从图乙中可以看出，光合作用速率最大时的温度为_____________。在15℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的___________倍。分析乙图中柱状图变化，可看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的__________________不同。
（3）图乙中，假设每天光照12小时，最有利于植物生长的温度是___________。
（4）线粒体基质中可能含有的化学成分有_________（填选项前的字母）。
a．水    b．丙酮酸     c．葡萄糖    d．ATP    e．核苷酸     f．氨基酸
Ⅱ．一兴趣小组在生物园中将甜玉米与红薯套种（玉米行下种红薯），当玉米叶长得茂 密时，阳光通过叶间的空隙，在红薯叶片上投下“光斑”，“光斑”随着时间的推移而移动。兴趣小组为探究在这种条件下红薯叶光合作用的变化，测定了在“光斑”照射前后，红薯叶片吸收CO₂和释放O₂的情况（如图丙所示）。请分析回答：
 
（1）请描述有“光斑”照射的时间段内红薯叶片氧气释放速率的变化情况：_______________。
（2）据图丙，以下各项分析中正确的是________。
A．图中a点O₂浓度最高
B．ab段变化的原因是温度过高，导致酶活性下降
C．光斑移开后一段时间光合作用仍在进行
D．cd段的原因是CO₂浓度降低，光反应速率下降

观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题:

光照强度	叶色	平均叶面积 （cm^2）	气孔密度 （个·mm^-2）	净光合速率 （μmol CO2·m^-2·s^-1）
强	浅绿	13.6（100%）	826（100%）	4.33(100%)
中	绿	20.3（149%）	768（93%）	4.17(96%)
弱	深绿	28.4（209%）	752（91%）	3.87(89%)

注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照
（1）CO₂以           方式进入叶绿体后，与C₅结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供            。
（2）在弱光下，柑橘通过       和        来吸收更多的光能，以适应弱光环境。
（3）与弱光相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数       ，单位时间内平均每片叶CO₂ 吸收量        。对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观察叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是         ，最后发生改变的是           。

为研究某植物光合作用的环境影响因素，在天气晴朗的某一天里，科学家检测了该植物幼苗的光合速率及其主要环境影响因素的日变化情况（光合有效辐射，是指太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量），结果如下图所示。请回答下列问题：

（1））叶绿体内光合色素分布的场所是______， CO₂与RuBP结合的场所是叶绿体的___________。
（2）6：00幼苗净光合速率较低的主要环境原因是_______________________。此时若适当升高胞间CO₂浓度，则净光合速率将会__________（明显变大/基本不变/明显变小）。据图2可知，若仅考虑环境因素，在12：00和16：00这两个时刻的环境条件下，幼苗的光饱和点______________（基本相同/明显不同）。
（3）研究表明，14：00一16：00幼苗的气孔开放程度都较大，但14：00总光合速率最小，主 要生理原因是光合作用有关酶的活性__________（较大/较小）。14：00一16：00胞间CO₂浓度明显下降的环境原因主要是_____________和光合有效辐射减小。

将某种植物栽培于玻璃温室内，下图为用CO₂浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜CO₂浓度的变化情况， 请据图分析：

(1)图中曲线表示植物积累有机物的区段是_______，表示光合作用和呼吸作用相等的点是_________，光合作用的反应式是                ，有氧呼吸的反应式是                       。
(2)a点时植物细胞产生ATP的结构有___________，用于        ，叶绿体产生的ATP用于        过程。
(3)光照强度和温度都能影响光合作用，是通过内部因素          和          起作用的。
(4)曲线最终结果没有恢复到a点所对应的浓度，说明在此温室中植物能不能正常生长___________。（答能或不能)

某校生物研究小组对当地一湖泊中溶解氧的含量进行研究，用黑白瓶法测得24h原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于6种光照强度下，24h后，实测获得6对黑白瓶中的溶解氧的含量，记录数据见下表。

光照强度（klx）	0	a	b	c	d	e
白瓶溶氧量（mg/L）	3	10	16	24	30	30
黑瓶溶氧量（mg/L）	3	3	3	3	3	3

（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是                 ；该瓶中所有生物24h呼吸消耗氧气量为      mg/L。
（2）当水层光照强度为c时，白瓶中植物24h产生的氧气量为      mg/L。光照强度至少为      klx，该水层产氧量刚好维持生物耗氧量所需。当光照强度为      klx，再增加光照强度，瓶中的溶解氧的含量也不会增加。