高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下图甲表示光合作用碳反应的一些重要过程，图乙为叶肉细胞模式图（只画出两种重要的细胞器）。请据图分析回答：

（1）图甲表示卡尔文循环，发生在图乙中的___________处（填标号）。光合产物蔗糖是在图乙中的________处（填标号）合成并运输至植物体各部位利用的。
（2）NADPH和ATP共有的化学元素是__________。NADPH是由光反应中，NADP+接受了水光解产生的______后形成的。由甲图可知，卡尔文循环过程中NADPH除了提供能量外，还提供了____________。
（3）图甲的过程是通过设计巧妙的实验研究清楚的。科学家将小球藻装在一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入CO₂，通气管上有一个开关，可以控制CO₂的供应，密闭容器周围有光源，通过控制电源开关可以控制光照的有无。
①向密闭容器中通入¹⁴CO₂，经过不同时间的照光（数秒直至数十分钟）后，将小球藻放入沸酒精中处理，其目的是___________，从而使小球藻中的化合物停留在碳反应的某一阶段；然后分离出各种化合物，测定其放射性。
②科学家发现光照30秒，¹⁴C出现在三碳化合物、五碳化合物、六碳化合物和七碳化合物等20余种化合物中；而当把光照时间缩短为5秒时，¹⁴C主要出现在____________中（填化合物的具体名称），现已证明该化合物是CO₂中的碳首先到达的化合物。
③为探究固定CO₂的化合物，科学家改变某实验条件后，发现RuBP的含量快速升高，其改变的实验条件是_____________，由此得出固定CO₂的物质是RuBP。

叶片在光合作用和呼吸作用过程中都有气体的产生和消耗，请回答下列有关问题：
I、光合作用______阶段产生_____(填气体名称)，需氧呼吸_______阶段产生______(填气体名称)。
II、为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
[实验材料与用具]：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2 在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。
[实验步骤和预测实验结果及原因分析]：
（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO₃洗溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。
（3）将这两支试管放在日光灯下 ，照光一段时间。预测结果：__________。原因分析：______。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。预测结果：__________。原因分析：_________。

某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度（气孔开放程度）与光合速率的变化如图所示．请回答：

（1）在适宜的温度下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是__ 点，其主要原因是________。
（2）停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是_______ ．此时类囊体结构破坏，提供给暗反应的__  _ 减少。

某科学工作者为探究西红柿生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的西红柿植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中。实验开始测定CO₂的浓度，12 h后再次测定CO₂的浓度。实验结果如下表：

请分析回答：
（1）这一实验的自变量是________，写出该实验设计的两种无关变量：________。
（2）实验中第1组12 h后CO₂浓度变化的原因是__________。此时，该生物叶肉细胞能产生ATP的细胞器是________________。
（3）若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的C₃化合物的含量会________，原因是___________________________________________________________。
（4）该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路：__________________________________________________________________。

回答下列与细胞有关的实验问题。
（一）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有               （填序号）。
①用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动  
②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布        
③探究酵母菌细胞呼吸的方式          
④观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（二）按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。
步骤二：              。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0．3g／mL的蔗糖溶液中。
步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。

（1）请地横线上填写出步骤二的操作方法。
（2）用显微镜观察标本时，正确的操作顺序是
①把装片放在载物台上，使标本位于低倍镜的正下方
②眼睛从侧面注视物镜，转动粗准焦螺旋使镜筒下降至离标本0．5cm处
③转动转换器，使低倍物镜对准通光孔
④调节反光镜，使视野明亮
⑤注视目镜，同时转动粗准焦螺旋使镜筒上升，直到看清物像
⑥转动转换器使高倍物镜对准通光孔
⑦调节细准焦螺旋，直到物像清晰
⑧将要观察的物像移动到视野正中央
A．①③②④⑤⑦⑧⑥        B．③④①②⑤⑧⑥⑦
C．④③①⑦②⑥⑤⑧         D．①②③④⑦⑥⑤⑧
（3）选择蔗糖作质壁分离试剂的原因是（ ）
A．糖是生物体的重要组成物质          B．糖是生命活动的主要能源物质
C．蔗糖分子能溶于水而透过细胞壁      D．蔗糖分子溶于水而不能透过半透膜
（4）如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0．3g／mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是              、            。
（5）如果将步骤二中浸润在0．3g／mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0．3g／mL的蔗糖溶液中）。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，如果A处呈绿色，可能的原是              。
（三）下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是（多选）（ ）
A．用无水乙醇提取色素是因为四种色素均溶于有机溶剂中
B．叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同
C．实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，是为避免色素迅速扩散进入层析液中
D．将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光
E．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO₂可进行光合作用

将黑藻放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO₂的吸收量与释放量为指标实验结果如下表所示：
（1）在一定范围内该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高，其原因是              
（2）若在昼夜不停的光照下，则该植物生长的最适宜温度是       ，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为                    (用CO₂吸收量表示)
（3）根据表中数据，在答卷纸上的坐标图中绘出光合作用消耗CO₂的总量与温度之间关系的曲线

生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1 ~ 3表示3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。 请回答下列问题：

（1）构成生物膜的基本支架是              ，图1~3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是                 。
（2）图1表示的生理过程是             ， 图3表示的生理过程是                
（3）图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要     ，如果将图2所示细胞放在无氧环境中，图中葡萄糖和乳酸的跨膜运输        （都会/有一个会/都不会）受到影响，原因是                                                 。
（4）图1 ~3说明生物膜具有的功能有               、                 。

图一表示发生在高等植物叶肉细胞内的A、B两项生理作用及相互关系的图解，其中①～⑥代表物质，abcdefgh表示生理过程，I～Ⅲ代表B生理作用的反应阶段。图二表示该叶片CO₂吸收量随光照强度的变化曲线，请据图分析回答：

（1）若①是NADPH,③是                。
（2）在图二丙状态时，可以发生图一abcdefgh中的                          。图二中乙～丙时，限制光合作用的主要因素是                           。
（3）写出该植物体细胞中可能存在的形成CO₂的生理作用名称                    。
（4）图一中⑤和⑥代表的物质依次是                                。
（5）图三表示绿色植物鸭茅（属禾本科鸭茅属多年生草本植物，幼叶成折叠状）相对光合速率（%）与叶龄的关系：
①B点表示                                                    。
②CD段相对光合速率明显下降的原因是                          。
③光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实，叶片光合速率随之降低的原因是                                                      。

(12分)三角梅因花期长、花色艳丽在西昌城乡绿化中广泛应用。为研究盐胁迫对三角梅光合特性的影响，在不同外源NaCl浓度下盆栽三角梅，于上午9:00-10:00从每组选取相同数量的叶片，进行CO₂吸收量尧叶绿素含量及胞间CO₂浓度的测定，结果如下图。
请回答下列问题:

（1）叶绿素存在于叶绿体中的_____________上，提取色素时为了使研磨更加充分，应在研磨时加入____________。
（2）吸收的CO₂被固定成__________，在有关酶的催化作用下，接受ATP释放的能量且被[H]还原，用于形成____________。实验测得的CO₂吸收量___________（大于、等于、小于）光合作用过程中CO₂固定量，原因是有氧呼吸第______阶段产生的CO₂可用于光合作用。
（3）从图1可知，当NaCl浓度超过_________mmol/L时净光合速率开始显著下降，从图2和图3分析造成该现象的原因最可能是__________________。实验证明，在盐胁迫下色素含量的变化主要是由于酶对叶绿素b的降解所致，对其它色素含量影响较小。用纸层析法分离 NaCl浓度200mmol/L下的叶片中色素，与正常叶片相比差异最大的色素带应位于滤纸条的________________________。
（4）根据如图所示结果袁你给低盐土壤种植者的建议是__________________。

玉米为一年生植物。某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。请分析回答：
（1）有研究者提出：玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片，分别加入      作为提取液，研磨、过滤得到滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。若黄绿色叶片色素分离的实验结果如图中的      （甲，乙）所示，则说明上述假设成立。

（2）研究者对上述变异有两种假设：
假设1：与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了基因突变；
假设2：叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致。
研究者让H品种玉米进行单株自交，其中某株玉米所结种子再种植，子一代中叶片黄绿色有125株，叶片绿色有335株。
①上述性状分离结果可用假设    解释。假设2所述的变异属于    变异。
②若假设1成立，则叶片黄绿色变异为      （显性，隐性）突变。检测该变异是否由单基因突变引起      （能，不能）用测交实验，理由是      。
③提取      的DNA，利用PCR技术进行特异性扩增，若      ，则证明假设2不成立。
（3）若绿色玉米种植在缺乏镁元素的土壤中，也会出现黄绿色玉米植株，此现象      （属于，不属于）变异。

如图l表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①﹣⑦代表各种物质，甲、乙代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO₂释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量．据图回答下列问题：

（1）图1中，甲、乙两种细胞器的膜面积都很大，其中甲增加膜面积主要是通过    ，乙增加膜面积主要是通过          。
（2）若该绿色植物长时间处于黑暗状态中，则图1中“⑥→⑤→⑥”的循环能否进行？      ，原因是          。
（3）若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，图2为CO₂浓度一定，环境温度为25℃时不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度．
①图2中的A点时，图1中能产生ATP的细胞器有       ；当光照强度处于图2中B﹣D间，光合作用有机物的净积累量为              （用图中符号表示），光合作用合成的有机物的量为             （用图中符号表示）。
②当光照强度处于图2中的D点时，图1中“物质⑦”的去向是扩散到乙和       ，D点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是      ．
③请在图2中用虚线绘出环境温度为30℃时，光合作用强度随光照强度的变化曲线。
（要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置）

根据所学的有关知识进行填空：
（1）在生命系统的各个层次中，能完整的表现各种生命活动的最微小的层次是________。
（2）用高倍镜观察线粒体时，要用          染液对线粒体染色，观察根尖分生组织的有丝分裂时需要使用的染色剂是                 。
（3）关于生物膜的分子结构模型，为大多数人所接受的是1972年桑格和尼克森提出的          模型。
（4）探究酵母菌细胞呼吸的方式的试验中，鉴定有无CO₂产生时除了用澄清的石灰水之外，还可以用    水溶液鉴定， CO₂通入该溶液的现象是          。该试验中检测酒精的产生的原理是利用重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成   色。
（5）美国科学家鲁宾和卡门运用        法证明光合作用释放的氧气来自水；美国科学家卡尔文也是利用这种方法探明了CO₂中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为         。
（6）在叶绿体色素的提取和分离实验中，某同学取材合适且提取色素的过程很规范，但得到的滤纸条上没有一条色素带，则最可能的原因是____________。

旗叶是小麦植株靠近麦穗下端的第一片叶子，研究表明旗叶的生长发育显著影响小麦的产量。科学工作者对小麦旗叶的发育过程进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如下表。

	发育时期	叶面积(占其最大面积的%)	总叶绿素含量(mg/g.fw)	气孔相对开放度(%)	CO2净吸收速率 (μmolCO2/m2s)
A	新叶展开前	19	---	---	-2.8
B	新叶展开中	87	1.1	5.5	1.6
C	新叶展开完成	100	2.9	81	2.7
D	新叶已成熟	100	11.1	100	5.8

“----”表示未测数据
(1)与D期相比，A期合成生长素的能力_______(强、弱)；与C期相比，D期叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_______________。
(2)若将A、D时期的旗叶分别置于光照和温度都适宜的密闭容器中，一段时间后检测：A时期旗叶叶肉细胞中会开始有_________积累；D时期旗叶的光合速率会_________(减慢、增大)。
(3)据表分析，从A到D，发现在叶片发育的过程中，其CO₂净吸收速率逐渐升高可能与以下因素相关：一是随着叶片的展开和扩展，与叶片发育密切相关的_________逐渐减弱；二是叶片中叶绿素含量增多，促进了_________过程；三是气孔开放度_______(增加、减少)，促进了__________过程。

为研究某植物移载后的生理状况，研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，测得该植物光合作用速率等生理指标变化趋势图，据图分析：
 
（1）光合作用消耗ATP最快的时刻是        ，根吸水能力最强的时刻是      。在14时，若适当提高二氧化碳浓度，短时间内叶绿体中的[H]含量变化是         。
（2）该植物叶肉细胞中进行光合作用的场所是         ，该过程叶绿体中ADP的移动方向是                 。捕获光能的色素含量最多的是              。
（3）推测导致12：00时光合速率出现低谷的环境因素主要是            ，（填“光照”或“CO₂”）．此时，植物叶表皮细胞产生ATP的生理过程反应式为                           。

下列是关于植物光合作用和细胞呼吸的问题。请回答

（1）甲、乙两种作物最适温度下的光合速率示意图如右。甲与乙比较，A点时细胞呼吸强度较高的是        ，B点时影响甲光合速率的主要环境因素是        ，而影响乙的是        。与甲比较，乙更适于生长在       环境中。
（2）取等量甲、乙叶片进行光合色素提取和分离实验，观察到乙的滤纸条上以滤液细线为起点的第一条色素带宽度大于第二条，而甲则相反。据此推测，叶绿素b与叶绿素a的含量比值高的是        叶片。
（3）土壤中镁含量减少会导致作物产量下降，原因是        ，从而使光合作用减弱。
（4）为了延长作物生长后期叶片的寿命，可向叶面喷洒的植物激素是        。