高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

“茶宜高山之阴,而喜日阳之早”,安徽盛产茶叶,科技人员为提高茶叶品质和产量,对茶进行了如下图所示的有关研究。请据图回答下列问题:

(1)植物的光合速率受光照强度、CO₂浓度和温度等因素的影响,其中光照强度直接影响光合作用的    过程,CO₂浓度直接影响光合作用的    过程。
(2)如图所示,从 8:00开始到 10:00左右,净光合速率不断升高并出现第一个高峰。影响的主要环境因素是光照强度逐渐增加、    、   等。
(3)中午时分,光合速率下降,出现光合“午休”现象。从图中的曲线分析,主要原因是气温升高,植物为减少水分散失,气孔部分关闭,导致                                     。
(4)至下午15:00左右,净光合速率回升出现第二个高峰,但峰值较低,限制的主要因素可能是气温过高,呼吸作用增强,光照减弱以及             等。
(5)某兴趣小组的同学查资料得知茶树喜阴湿环境,他们设想,如在茶园空隙处间行种植一些高秆作物如玉米等,不仅可以增加经济收入,还可能有效缓解茶树的光合“午休”现象。他们欲利用学校的一块正方形茶园进行探究,请完善以下实验:
①将该茶园均分为东、西两块,分别标为A组、B组,其中B组为实验组。
②                ,对两组进行相同的栽培管理。
③ 玉米生长的不同时期,分别测量A、B两组茶树的    和胞间CO₂浓度。
④结果                  ,则说明他们的设想是正确的,原因可能是间作玉米能提高             ,降低光照强度和局部温度,提高茶叶的胞间CO₂浓度等。

在夏季晴朗白天,测定一片树林中的甜槠(大型乔木)、披针叶苔草(草本)的CO₂吸收速率的日变化曲线(如图甲)。选取生理状态良好的甜槠植株,保持温度、CO₂浓度等恒定,测定不同光照强度条件下O₂和CO₂的释放量(如图乙)。请据图分析
回答:

(1)图甲中C点时,甜槠光合作用速率明显下降的主要原因是夏天晴朗的中午,温度过高,导致           ,从而使光合作用    阶段受阻。在中午12时左右,环境中CO₂浓度突然降低后的短时间内,披针叶苔草叶肉细胞中C₅含量的变化为        。
(2)由图甲可知,在同一片树林中,披针叶苔草光合作用速率较甜槠    。披针叶苔草光合作用速率,除了受其叶肉细胞中叶绿素的含量、           等因素影响外,还受               (至少答两点)等主要环境因素的影响。
(3)从图乙可知,若在光照强度为c时光照12 h,再黑暗12 h,交替进行,则甜槠    (填“能”或“不能”)正常生长,原因是                                          。
(4)植物光合作用的特点往往是与其生活的环境相适应的。据图可以推测披针叶苔草生活的环境最可能是                        。

为了探究某种植物的一些生理特征，研究人员做了一系列的相关实验。下图是在不同的光照条件下测定的其光合作用速率变化情况。请分析回答下列问题：

（1）从图中a～b段可以看出，限制叶片光合作用速率的主要环境因素是       。若其他条件不变，对类胡萝卜素而言，有效辐射的光主要是          。
（2）图中i点时，叶肉细胞内合成［H］的场所有            。
（3）经测定，晴天遮光条件下该植物的CO₂释放速率为0．6μmol·m^-2·s^-1，则g点时该植物的O₂产生速率为           μmol·m^-2·s^-1。
（4）每分子叶绿素含有一个Mg²⁺，可被H^＋、Cu²⁺等置换。在用该植物的绿叶做“色素的提取与分离”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加      的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu²⁺的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是       。
（5）该植物收获后的果实可以采用              （填植物激素名称）进行催熟。经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比例为1:3．1:11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内这些物质含量比例变为1:3．1:21．7。据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是            。

图甲表示植物光合作用速率受光照强度影响的变化曲线，图乙表示植物在不同外界环境条件下，光合作用速率受CO₂浓度影响的变化曲线．分析回答下列问题：

（1）图甲中，当光照强度为k点时，叶绿体中ADP的移动方向是从__________移向__________．
（2）图甲曲线中，当光照强度为n点时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有__________．
（3）根据图甲信息，图乙中的n线与k线应重合，而实际情况不是这样的．写出一个引起图乙中阴影显示的差距的主要外界因素__________．图乙中，a点对应条件下，叶肉细胞中C₃含量__________于b点；c点对应条件下，叶肉细胞中C₅含量__________于b点；结合图甲信息，d点对应条件下，叶肉细胞中C₅含量__________于c点．
（5）综合上述分析，影响植物光合作用速率的因素包括__________．

为研究水分对植物光合作用的影响，研究者记录了向日葵在严重缺水及复水过程中，气孔导度、蒸腾速率及光合速率的变化，下图

（1）细胞中与水分吸收关系最密切的细胞器是            ，水参与光合作用的场所是叶绿体的               。给植物提供H₂¹⁸O，一段时间后周围环境中检测出C¹⁸O₂，请解释原因：_________________________________________________。
（3）停止供水使向日葵气孔导度            ，使           供应不足进而直接影响光合速率，叶肉细胞内C₃含量        ，ATP的生成量           。
（3）水分过多也会影响光合作用。这是因为土壤水分太多，根系通气不良，使_________________
_____________________________________，从而间接影响光合作用。

下图表示某绿色植物叶片C0₂吸收量随光照强度逐渐增强的变化曲线，S₁、S₂、S₃分别表示所属范围的面积。回答下列问题：

（1）叶绿素位于叶绿体内的____ 上，提取后经层析分离，扩散最慢的色素带呈    色。
（2）在植物正常进行光合作用时突然停止光照，叶绿体内C₃迅速     （增加／减少）。
（3）当光照强度处于图中的D点时，叶绿体中0₂的去向是                         。
（4）若X轴为时间，OD区间光合作用有机物的净积累量为    （用S₁、S₂、S₃表示）。

图甲表示蔬菜叶肉细胞的部分代谢过程，字母代表细胞器，序号代表物质。图乙和图丙表示在CO₂充足的条件下，光合作用强度与环境因素之间的关系。请据图回答问题：

（1）a的名称是                ，④在c的               处参与反应。
（2）将蔬菜置于黑暗条件下培养24 h后，对其提供¹⁸O₂，继续保持黑暗，一段时间后，除O₂外还能在图中所示的           (用序号表示相关物质)中检测到¹⁸O。
（3）从图乙和图丙可知，B点后光合作用强度主要受                  的限制，其原因是_____________。
（4）在一定的CO₂浓度和适宜的温度下，测得不同光照强度下的番茄叶片光合作用强度，结果如下图。据图分析，下列叙述不正确的是            。

A．A点产生ATP的场所只有线粒体

B．番茄正常生长所需的光照强度应大于B点

C．C点后限制光合作用强度的因素不包括温度和CO2浓度

D．C点时真正的光合速率约为15 mg CO2/(100 cm^2叶·h)

（5）与图甲所示细胞比较，根尖分生区细胞在结构上的区别是没有                                。

在光照条件下，植物叶肉细胞内发生了如图所示的生理过程①～⑤(图甲中a～h为物质)。请据图回答：

（1）图中e指________，③④⑤过程的相同点是__________。①～⑤过程中，不能产生ATP的过程是____________，③过程进行的场所是____________。
（2）较强光照下，①过程中c的移动方向是____________________________。
（3）在干旱高温的环境中，绿色植物从空气中吸收CO₂的量会减少，原因是____________。

（8分,每空1分）下图是测定绿色植物光合作用速率的实验装置示意图，广口瓶装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中二氧化碳浓度。

某兴趣小组利用上述装置探究不同波长的光对光合作用速率的影响，准备了3套装置，在暗室中用等强度（小于光饱和点）的绿光、蓝光、红光的灯源等距离地分别照射1- 3号装置，30min后停止光照，测量光合作用释放的O₂体积（mL）。实验结果如下表：

O2释      不同性质放量(mL)     的光 组次	第1组 绿光	第2组 蓝光	第3组 红光
一	1.8	5.0	9.0
二	1.8	5.3	8.0
三	2.0	5.0	8.0
均值	1.87	5.1	8.3

 
(1)用这一方法测量得到的为           光合作用速率。由于各组呼吸速率相同，故单位时间内收集的水量可作为           光合速率的指标。
(2)由于二氧化碳浓度和光强度相同，故         成为实验结果不同的限制因素。请比较3组叶绿体中ATP和NADPH浓度大小关系（用组别编号比较）            。
(3)本实验将3套装置放入暗室的目的是                                        。
(4)该实验设计存在不合理之处，请指出其中一处：                               。
(5)图为在红、绿、蓝三种光的不同光强度和光合速率的关系。请以上述实验结果为依据，可知曲线     为蓝光,能被               （填色素种类）吸收。

 

研究者进行了不同温度和光强度组合处理对某陆地植物叶片光合速率、气孔开度的影响的实验，结果如下甲图所示；乙图表示该陆地植物在某光照强度、适宜温度，叶肉细胞光合作用强度增长率随CO₂浓度的变化的情况。请回答下列问题

（1）由图甲可知，在两种光强度下，随温度升高，叶片光合速率都下降，据图分析可能的原因是：随着温度升高_______，此时主要影响光合作用的_______阶段。
（2）乙图中______________点光合速率达到最大，限制D点光合作用速率的主要因素是____________，C点和D点相比，C点叶绿体中RuBP的含量______________（填“较低”、“相等”或“较高”）。
（3）该陆地植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量称为_______，有一部分用于生长和繁殖的是指_______，若该陆地植物所在的生态系统已经演替到顶级群落时，该生态系统的净初级生产量_______0（填“＞”、“＜”、“＝”），它们的种子常落在母株附近而形成_______（填种群分布型）。对比海洋生态系统，陆地生态系统的次级生产量_______（填“多”或“少”）。

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，如甲图所示，请分析回答问题。

(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)。[来源
(3)甲图中①过程是在________上进行的，发生的能量变化是________。
(4)若将乙图密闭装置在适宜光照强度下每天光照12 h，几周后，植物死亡，分析其原因可能是______________________________________________。
(5)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_______________________________。

图1为某植物在适宜的光照、COz浓度环境中，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。回答下列问题：(注：有机物指葡萄糖，单位：mol)

(1)光合作用和呼吸作用发生的场所分别是在           。光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是    ℃。
(2)若在20℃与30℃积累的有机物量相等，则20℃光合作用产生的有机物量           （填“大于”、“等于”或“小于”）30℃；若30℃时因某种原因部分气孔突然关闭，则五碳化合物的含量                。当环境温度高于60℃时，与光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况是
(3)从该植物的叶绿体中提取出色素并层析分离后得到4条色素带（如图2）。如果选取的是秋天发黄的叶片作为实验材料，则显著变化的色素带为    。（填编号）
(4)在40℃时，该植物叶肉细胞光合作用产生的氧气用于该细胞的呼吸作用时需穿过      层磷脂分子。

下图为种子呼吸作用和植物光台作用实验图，据图回答

(1)瓶中加适量水后，种子的呼吸作用会_______．致使玻璃瓶内CO₂气体___________。 如果用手触摸盛种子的玻璃瓶，会感到发热， 这说明___________。
(2)如果把漏斗和玻璃管都堵塞，种子的有氧呼吸会减弱，原因是______________；幼苗的光台作用也会减弱，原因是________。
(3)如果另外用含O¹⁸的H₂O¹⁸浇幼苗，罩上玻璃翠，则罩内空气中的氧气、二氧化碳和水中都出现O¹⁸，从光合作用和呼吸作用的角度看，其原因是①________；②_______________；③_______。

植物叶肉细胞光合作用的碳反应、 蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。 图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出 1 分子三碳糖磷酸的同时转运进 1 分子 Pi （无机磷酸）。请据图回答：

（1）淀粉和蔗糖的合成场所分别是        、        。
（2）若磷酸转运器功能正常，         合成或输出受阻， 则进入叶绿体的 Pi数量减少， 使三碳糖磷酸大量积累于 _________中，也导致了光反应中合成 ________ 数量下降， 卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于 ___________ 。 此时过多的三碳糖磷酸将用于合成 _______ ， 以维持卡尔文循环运行。

某油料植物细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有下图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油植物(即产油率由原来的35%提高到了58%)，请回答下列问题：

（1）基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有__________。
（2）分析上图可知，该油料植物含油量提高的原因是________的形成抑制了酶b合成过程中的__________阶段。该图也表明，基因可通过控制__________，进而控制生物体的性状。
（3）该油料植物的花色有白（A）、黄（a）之分，种子中芥酸含量有高、低之分（用B、b表示），这两对性状独立遗传。

F1性状	白花	黄花	低芥酸	高芥酸
数量（个）	501	491	783	246

①用两株油料植物亲本杂交，F₁性状及比例如上表，则亲本的基因型是__________，这两株亲本产生的杂合子占后代的__________。
②用表现型为黄花高芥酸的植株产生的花药进行离体培养，若得到两种表现型的单倍体，原因可能是__________。
③在该油料植物叶中，有的细胞具保护作用，有的细胞具输导作用，有的细胞进行光合作用，产生这种现象的直接原因主要是__________。