高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图表示叶绿体中光合作用的过程，其中①表示结构，②③表示物质。请回答下列问题：

（1）图中①表示          ，②表示          。
（2）光反应过程中，水在光下裂解产生          和氧气。碳反应生成的三碳糖大部分运至叶绿体外，转变成          供植物体所有细胞利用。
（3）光合作用正常进行时，若光照突然减弱，则在较短时间内叶绿体中RuBP的含量将                 ，其主要原因是                                           。

NaCl溶液浓度 （mmol. · L^-1)	0	25	50	100	150	200	250
表观光合速率 （μmolCO2 · m^-2 · s^-1 )	6.0	6.3	7.0	6.0	5.5	2.0	1.8

（4）研究小组探究不同浓度的NaCl溶液对某种幼苗光合作用的影响，获得的实验数据见下表。
(注：表观光合速率是指在光照条件下，植物从外界环境吸收CO₂的速率）据表中数据，在答卷的指定位置建立坐标系并在坐标系中绘出表观光合速率变化曲线。

下图为光照条件下一个叶肉细胞中两种细胞器之间的气体交换示意图，据图回答（在[  ]中填序号，在______上填名称）：

（1）图中所示的细胞器A是            ，B是              ；此叶肉细胞中能够合成ATP的场所有                               。
（2）图中物质a是         ，它是在[   ]        部位产生的。
（3）实验室中进行光合作用实验的植物，如果突然停止给予光照，那么在短时间内，该植物进行光合作用的细胞器中，C₃化合物和C₅化合物含量变化分别是     、     。

屋顶种植植物既利于室内降温又利于改善空气质量。为了提高屋顶植物的生态效益，有人做了相关实验，绘出下列三图。请回答有关的问题。

（1）图甲中a物质形成过程中，位于叶绿体的类囊体薄膜上的________将光能转换成化学能。
（2）图乙表示在二氧化碳充足条件下，某植物光合速率与光照强度和温度的关系。在温度为10 ℃，光照强度大于________klx后，该植株光合速率不再随光照强度的增加而增加。当温度为20 ℃时，光照强度由4 klx瞬时上升至8 klx，此刻该植株叶绿体内C₅的含量将____________。当温度为20 ℃、光照强度在4—12klx之间时，限制该植株光合速率外界因素主要是__________。
（3）图丙表示某植物的非绿色器官在O₂浓度为a，b，c，d时，CO₂释放量和O₂吸收量的关系图。若细胞呼吸的底物是葡萄糖，则在O₂浓度为____________时，无氧呼吸完全被抑制。最适合保存种子的氧气浓度为__________。

将若干长势良好的葡萄幼苗置于密闭的恒温箱中，并控制每天8：00～24：00为光照培养阶段，0：00～8：00为黑暗培养阶段，其他条件适宜。测量一天内恒温箱中CO₂浓度的变化，结果如下表所示，请分析回答下列问题。

（1）光照培养阶段CO₂浓度下降的原因是                          ，在叶肉细胞中利用CO₂的具体部位是                        。
（2）12：00～24：00时间段，幼苗有机物的积累量为              ，据此分析农业上为提高大棚作物产量应采取的措施是                             。
（3）8：00～24：00时间段幼苗细胞内产生ATP的场所是                       ，24:00停止光照，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C₃含量的变化是          。
（4）整个黑暗培养阶段幼苗呼吸速率的变化情况是                          ，影响该阶段呼吸速率变化的主要因素是                     。
（5）若给该密闭容器通入C¹⁸O₂，一段时间后装置内出现了¹⁸O₂，请用文字或图解简要说明该过程：

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（μmolCO2·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考）
（1）CO₂以                    方式进入叶绿体后，与               结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的                  。
（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）与弱光下相比，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，持续观测叶色、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                   。

下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程9，a～h为物质名称，请回答：

(1)能吸收光能的物质a分布在叶绿体的                      ，物质b是      ，光反应为暗反应提供的物质是[c]      和[e]          。
(2)③、④和⑤发生的场所分别是____________、          、           。
(3)上述①～⑤过程中，能够产生ATP的过程是__________，ATP的结构简式是____________。
(4)较强光照下，⑤过程中d的移动方向是从____________到         （填场所）。
(5)假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f量的变化是____________；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是____________。
(6)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是         (用图中标号表示)。

“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在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如果                  ,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。

图甲表示十字花科植物A的CO₂同化过程。图乙和图丙表示景天科植物B的CO₂同化方式（夜间气孔开放，吸收的CO₂生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放
CO₂用于光合作用）。请回答下列问题：

（1）植物A细胞内CO₂同化的具体部位是______________。
（2）植物B夜晚能吸收CO₂，却不能合成（CH₂O）的原因是_______________，植物B白天进行光合作用
所需的CO₂的来源有___________和________________。
（3）在上午10∶00时，突然降低环境中CO₂浓度，植物B细胞中C₃含量的变化趋势是__________ （升
高/降低/基本不变）。
（4）植物B气孔开闭的特点是与其生存的干旱环境相适应，从进化角度看，这种特点的形成是____的结果。
（5）以植物A作为实验材料，在暗室内探究光照强度和光合作用速率的关系，实验装置如下图所示。
①液滴移动的距离代表________（物质）的变化量。
②打开白炽灯，将其光强缓慢调大，液滴将向_______侧移动。

为探究环境因素对光合作用强度的影响，多个兴趣小组设计实验进行研究。
实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHC0₃、黑藻等等。

实验步骤：
①准备6套如上图所示装置，编号为1-6。在瓶中各加入约500mL0．01g／mLNaHC0₃溶液后用冷开水充满。
②取6等分黑藻分别放入1- 6号装置。
③将6套装置放入暗室中，然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1- 6号装置，观察气泡的产生情况。
④30min后停止光照，测量光合作用释放的O₂体积。
实验结果：

对该实验进行分析，回答有关问题：
(1)该实验中的自变量是                        。列出实验中的两个控制变量(无关变量)：                               。
(2)根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的?
(3)将实验处理结果在下边的坐标里绘成柱形图。

(4)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量，其原因是                        。
(5)对表中数据进行分析并得出结论                               。
(6)在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照强度，因为光照不够会降低产量，而提供多余的光照还会浪费钱。通过该实验还不能确定最适合黑藻生长的光照强度，请写出该如何开展进一步的探究：

如图是某植物成熟绿叶组织的相关图解．其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况；图3表示 当光照和C0₂浓度充足的条件下，温度对该植物光合作用和呼吸作用的影响（其中实线表示 光照时CO₂的固定量，虚线表示黑暗时CO₂的产生量）．请据图回答下列问题：

（1）由图l可知，甲、乙分别代表的物质是_      、_       ，想要使叶绿体内C₃的含量快速下降，可以改变的环境条件是_      ，光反应中产生的O₂扩散到临近的线粒体中被利用至少要经过_       层生物膜．
（2）图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是_       ，C点和D点相比，叶绿体中的C₅的含量_       （较低、较高、相等）
（3）由图3可知，与_      作用相关的酶对高温更为敏感，相关酶的作用机理是_       ．
（4）若昼夜不停的光照，图3植物在温度为_      条件下，生长状况达到最佳．若在此温度条件下，每天交替进行12小时光照、12小时黑暗处理，则该植物在24小时内积累的葡萄糖为_       mg（保留小数点后一位）．

小球藻（一种单细胞绿藻）是研究植物生理活动的常用实验材料。小球藻的Rubisco酶具有“两面性’，CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；O₂浓度较高时，该酶催化C₅与O₂反应，产物在线粒体中生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。研究人员利用含大量氮、磷的沼液培养小球藻，进行“去除CO₂低碳研究”。右图为持续通入CO₂浓度为1．5%的空气下（其他条件适宜），CO₂去除率与小球藻相对密度的变化曲线。请回答：

(1)Rubisco酶的存在场所为__________，其“两面性”与酶的_________(特性)相矛盾。光呼吸过程的产物除CO₂的外还有__________(物质)
（2）确定小球藻是能进行光合作用的真核生物的简便方法是_______。磷被小球藻吸收后用于合成_______（至少答两项）等物质而影响光合作用。
（3）小球藻去除C0₂的最佳时段是_______。第8天后C0₂去除率下降的最可能原因______________
（4）甲、乙两图分别表示温度和光照强度对正常生长小球藻代谢的影响（其他条件均为最适状态），曲线A、B分别为小球藻的真正光合速率和呼吸速率。

①图甲中表示真正光合速率的是_______（选填“曲线A”或“曲线B”）。在40℃以后两曲线的变化趋势不同的原因是_______。
②结合图甲，图乙中小球藻CO₂吸收的相对量是在温度为_______时测宗的。图乙中与图甲的两曲线交点含义相同的点是_______，此时小球藻产生ATP的场所有_______

为研究铁皮石斛的光合特性，研究人员测定了铁皮石斛在光、暗条件下的CO₂吸收速率，结果如下图。

（1）在有光条件下，铁皮石斛吸收的CO₂在_________中被固定为_________，然后生成糖类等有机物。
（2）虽然黑暗条件下，铁皮石斛通过_____产生并释放CO₂，但实验结果显示，暗期铁皮石斛CO₂吸收总量始终_________，这不同于一般植物。
（3）科研人员进一步测定了铁皮石斛中酸性物质的含量变化，结果发现，酸性物质在暗期上升，光期下降，推测CO₂能够在暗期转化为________储存起来，在光期_______。但是在暗期，并不能将CO₂转化为糖类等光合产物，原因是________。
（4）为了研究这种作用的生理意义，科研人员测定了铁皮石斛气孔开放程度变化情况，结果如下图。

结果发现，暗期气孔开放程度________光期。综合上述结果推测，铁皮石斛在光期条件下吸收CO₂不足，而暗期可以________，进而提高光合速率。

为研究环境因素对植物光合作用的影响，某同学进行了实验。所用材料和用具包括：符合实验条件的黑藻若干，蒸馏水，试管，25瓦、50瓦、100瓦的日光灯，精密pH试纸。请完成下列实验步骤并回答问题：
（1）实验步骤：
①在25℃条件下，将符合实验条件的黑藻平均分成若干组，放入相应的试管中并编号，加入等量蒸馏水浸没黑藻。
②在黑暗条件下放置一段时间，用           测定试管中水的pH，待其相对稳定时，记录数值。
③将试管分别移到           光照条件下，每5分钟测定pH并记录一次，一段时间后，pH重新处于相对稳定状态。
（2）此实验的目的是           。
（3）此实验依据的原理是：黑藻进行光合作用           ，之后通过测定              。
（4）考虑到水中pH变化会受到非生物因素的影响，上述实验设计还应该补充             。具体做法是另取三支试管分别加入          ，然后重复②③步骤。

如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表示细胞的相应结构．请据图作答：

（1）图中反应过程①的场所是      ，反应过程④的场所是      ．
结构a中发生的化学反应的方程式为                  ．
（2）叶肉细胞在③④⑤过程中，产生能量最多的过程是      ．此过程产生的ATP能否用于暗反应    （能/不能）。
（3）光合作用大于呼吸作用时，植物细胞从外界吸收     。
（4）小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程      （序号）受阻．

Ⅰ：在CO₂浓度为0．03%条件下，测得不同光照强度下某植物叶片吸收CO₂的速率如下表：

依据表中数据回答：
（1）光照强度为       （光补偿点）时，该叶片的光合作用速率与细胞呼吸速率相等。若增加小室内CO₂浓度，光补偿点将         （变大/变小/不变）。
（2）若在夜间给温室种植的菠菜添加光照，则光照强度最好控制在       μmol·m^-2·s^-1。
Ⅱ：影响光合作用的外在因素有光照强度、二氧化碳浓度等。科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系，测定了烟草叶片在 25℃时，不同氧气浓度下的光合作用速率（以 CO₂的吸收速率为指标），部分数据如下表，请分析回答：

氧气浓度	2%	20%
CO2的吸收速率（mg/h·cm^2）	23	9

（1）O₂浓度由 2% 增大为 20% 时，烟草叶片吸收 CO₂的速率大幅下降，推测这种变化
与              的增强有关，还可能与光合作用的变化有关。
（2）为了探究 O₂浓度对光合作用是否构成影响，在上表所获得数据的基础上，还需测定黑暗条件下对应的呼吸速率。假设在 25℃，氧浓度为 2% 时，呼吸速率为 X（mg/h·cm²），氧浓度为 20% 时，呼吸速率为 Y（mg／h·cm²）。①如果 23+X=9+Y，说明：氧气浓度的增加           （填影响或不影响）光合作用；
②如果 23+X>9+Y，说明：氧气浓度的增加影响光合作用，并且高浓度的氧气对植物的光合作用有       （填促进或抑制）作用。