高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

下面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简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答问题。

（1）物质a分布在叶绿体的___________，提取该物质时加入CaCO₃的目的是____________。
（2）物质c、f、g分别是_____________、____________、_____________。
（3）过程②、⑤发生的场所分别是___________________、_______________。
（4）上述①～⑤过程中，能够产生ATP的过程有____________ _____________。
（5）假如白天突然中断二氧化碳的供应，则在短时间内f含量的变化是___________；假如该植物从光照条件下移到黑暗处，h量的变化是_______________。

回答下列有关光合作用的问题。
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，在______________（酶/光/酶和光）条件下，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      （较多/较少），单位时间内平均每片叶CO₂吸收量      （较多/较少）。
（4）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         。
（5）下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S₁、S₂、S₃表示所在部位的面积。下列说法中正确的是（   ）（多选）

A．S₁+S₃可表示玉米呼吸作用消耗的有机能量
B．S₂+S₃可表示玉米光合作用产生的有机物总量
C．S₂表示玉米光合作用有机物的净积累量
D．S₂-S₃表示玉米光合作用有机物的净积累量
E．若植株缺Mg，则B点右移

回答下列有关实验的问题：
（1）西瓜汁和梨汁比较，适宜用来检测生物组织中还原糖的理想材料是      。
（2）在叶绿体色素的提取和分离实验中，加入 CaCO₃的作用是      上扩散速度最快的色素是       。
（3）生物实验中常用      试剂鉴定黄豆组织中是否存在蛋白质。
（4）用样方法调查蒲公英种群密度应____取样。

下图为某植物光合作用过程示意图。请据图回答：

（1）在类囊体上分布有吸收光能的____。
（2）图中①为________，（CH₂O）中的能量直接来源于________
（3）若突然停止CO₂供应，则短时间内C₃的含量将    （填增加、减少或不变）。
（4）农业生产上提高产量的措施有：控制光照强弱和温度的高低，适当增加环境中________的浓度。

为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：

（1）图l的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积      的释放量。
（2）光合作用过程中，C0₂与C5结合生成       ，消耗的C5由       经过一系列反应再生。
（3）由图可知P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的       ；另一方而是其蛋白质含量较高，含有更多的           。
（4）栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是           。

(9分)请回答下列有关小麦细胞代谢的相关问题：

（1）图甲曲线中，当光照强度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有             。当光照强度为600lx时，二氧化碳的固定量为       umol/(m².s)，当光照强度         （大于、小于、等于）200lx时，细胞会表现出乙图细胞的生理状态。大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为甲图中的       （a、b、c、d）点最为理想。
（2）图丙表示某小麦的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO₂释放量和O₂吸收量的关系图，在图丙a、b、c、d四种浓度中,最适合该器官储藏的氧浓度    ；若细胞呼吸的底物是葡萄糖，则在氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的      倍。  
（3）若将小麦放在特定的实验装置内研究温度对其光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以植物对CO₂的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.20	3.75	3.50	3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该小麦生长的最适宜温度是        _℃；假设白天在25℃的条件下10小时，夜间为10℃的条件，则该植物一昼夜积累的葡萄糖         mg。(保留小数点后一位)

图1为测定植物光合速率的实验装置(注：两装置的不同之处在于装置乙中的C为死植物)，图2是某种绿色植物在光照等环境因素影响下的光合速率变化示意图。请回答以下问题。

（1）大气中的CO₂可通过植物叶片表面的________进入植物体内。光合作用产生的有机物(C₆H₁₂O₆)中的氧来源于原料中的________，有机物(C₆H₁₂O₆)中的氧经细胞有氧呼吸后最终出现在产物________中。
（2）图2中在t₂时叶肉细胞内生成[H]的场所有________。t₄后短暂时间内，细胞中的ATP和C₃的含量变化分别是_______、______。
（3）由图2可看出影响植物光合速率的主要因素是________________。若图2纵坐标表示的是净光合速率，现要进一步研究该植物的总光合速率，应该对图1实验装置做怎样的处理？①________________；②________________。

取同一植物上形态、大小、生长发育状况相同的四片叶片按下图进行实验，大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，气体的变化可以通过观察油滴的运动判断。（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）请分析回答下列问题。

（1）适宜的光照下，装置A中油滴最可能的移动情况是           。
（2）适宜的光照下，短时间内装置B中油滴的移动情况是             ，此时装置B中的净光合量          零（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）CO2缓冲液可以保持密闭环境中CO2含量的基本稳定，若装置C中光合作用强度大于呼吸作用强度时，则油滴移动情况是            。
（4）有人想直接用B、D装置证明光合作用需要光，结果实验失败。原因是B、D装置            
                   。
（5）还有人想直接用C、D装置证明光合作用需要CO2，结果也没有成功，原因是              
                       ，选用                  装置可以证明光合作用需要CO2。

某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态，晚上开放。如图1表示该植物固定和还原CO₂过程，据图分析回答下列问题。

(1)图中的A代表的物质是            ；a、b表示的两个生理过程发生的场所在叶绿体的   ______  ；C物质产生的场所是   __________     。 
(2)和一般植物光合作用固定CO₂不同的特点是  _______________，根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点，推测此类植物最可能的生活环境是      ____________________      。             
(3)植物夜晚能吸收CO₂，却不能合成(CH₂O)，其原因是   _________________________       。白昼这类植物进行光合作用所需的CO₂还可以由 _______________        过程产生，产生CO₂的总反应式为  ________________________________________   。
(4)右图为某蔬菜基地测定的某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度。

曲线a中，在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较__________ (深或浅)。曲线b的峰值低于曲线a，其两个主要决定因素是________________（光照强度、环境温度、空气中CO₂含量）。6～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内  __________   较高。

某种野生型油菜存在一种突变体，叶绿素、类胡萝卜素含量均低，其叶片呈现黄化色泽。野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标见下表。请分析并回答：

指标 类型	类胡萝卜素/叶绿素	叶绿素a/b	净光合速率 （μmolCO2•m^-2•s^-1）	胞间CO2浓度 （μmol CO2•m^-2•s^-1）	呼吸速率 （μmol CO2•m^-2•s^-1）
野生型	0．28	6．94	8．13	210．86	4．07
突变体	0．32	9．30	5．66	239．07	3．60

（1）叶绿素和类胡萝卜素分布于叶绿体的_________上；欲测定色素含量，可先用_________（溶剂）提取叶片中的色素。
（2）据测定，突变体处于发育初期的叶片，类胡萝卜素与叶绿素的比值为0．48，可以推测，叶绿素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐_________。与野生型相比，突变体中发生的改变可能_________（促进/抑制）叶绿素a向叶绿素b的转化。
（3）突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO₂的速率比野生型低_________μmolCO₂•m^-2•s^-1。经分析，研究人员认为CO₂浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是_________。
（4）进一步研究发现，野生型油菜叶片光合作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子有两条代谢途径（见右图）。已知基因与其反义基因分别转录出的RNA可相互结合，从而阻断该基因表达的_________过程。结合已知并据图分析研究人员设计了_________（酶）基因的反义基因，并将其导入野生型油菜从而抑制种子中该酶的合成，最终培育出产油率提高的油菜。

图甲是采用黑白瓶法测定某池塘夏季各深度24小时内的平均氧浓度变化曲线，纵轴表示水池深度，横轴表示瓶中O₂的变化量（g／m2）；图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。请回答下列问题：

（1）光照适宜时，水深2m处每平方米的生产者一小时制造的O₂约为        g。若将植物从2m处移到3m处时，C₃的含量将____。
（2）水深3 m时，产生ATP的结构有___          。
（3）图乙装置中，若实验中每隔5 min改变一次试管与灯泡之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因：①           ：②              。
（4）图乙中若将水用¹⁸O标记，一段时间后，产生了C¹⁸O₂，请用文字说明该过程：        。

利用下图装置的密闭锥形瓶，进行如下实验，请回答有关问题。

（l）锥形瓶中分别放置叶面积都是10cm2的A、B两种植物，在光照充足、其它条件适宜的条件下，测量锥形瓶中CO2的浓度，结果如下表（单位mg/L）：

	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45
A植物	150	105	70	50	30	20	10	10	10	10
B植物	150	110	80	60	40	40	40	40	40	40

 
①两种植物对低浓度的CO₂的利用能力更强的是            ，推测该植物生活的环境是温度更        （填“高 ”或“低”）。CO2还原为糖的一系列反应称为                循环。若用该装置检测植物的呼吸速率应注意          。
②B植物根尖细胞中具有双层膜的细胞结构有                               。第20分钟时，B植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有                              。
（2）用8株各有20片叶、大小和长势相似的盆栽B植株，分别放在上述装置中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量。结果统计如下表：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（Lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
开始时CO2量（g）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（g）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

①序号2、4、6、8可构成一个相对独立的实验组合，则该实验组合研究的的课题是                               ，该实验的结论是                            。
②根据表中实验数据，可知光照强度为1000Lx，温度分别为20℃和30℃时植物的真正光合速率分别为             和                 （用CO₂吸收量表示，单位是g/h）。此种计算有一个前提条件是                                。

红外线CO₂分析仪可用于测定混合气体中CO₂的浓度及其变化量。将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给予适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用效率。下图甲为光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况。图乙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a、b表示物质，①～④表示生理过程。请分析回答：

(1)图甲中光合作用增长率最大的是_________段。在E点时光台作用速率最大,此时细胞中产生ATP的场所是_____________________________________，限制光合作用速率的重要因素是__________________________________。
(2)图乙中物质a是__________________，过程②完成的能量转化是______________________________________________。
(3)若用¹⁸O标记①过程中的H₂O，那么在④过程的最终产物中，有可能检测到¹⁸O的物质是________________。
(4)将状况相同的水稻绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射lh，测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同)，得到下表的数据。请分析并回答问题：

根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是_______________；27℃时绿叶的净光合速率是___________mg／h，此时，叶肉细胞的叶绿体中ADP的转移方向是_____________________________。

甲图表示绿色植物叶肉细胞中的部分结构，①～⑥表示物质;乙图表示该植物叶片CO₂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;丙图表示在恒温密闭玻璃温室内，连续48小时测定室内CO₂浓度及植物CO₂的吸收速率。据图回答下列问题：

（1）叶绿体中的色素分布于   上。提取绿叶中的色素时，为保护色素，要加入的化学药品是     。
（2）甲图中，在供给植物CO₂后的60秒内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7秒后的代谢产物多达12种，而5秒内的代谢产物主要是一种物质，该种物质最可能是    （填图中序号）。
（3）当光照强度处于乙图中的D点时，甲图中⑥的去向是    。
（4）乙图中O～D间，此幼苗呼吸作用消耗有机物的量为    ，光合作用有机物的净积累量为    （用S₁、S₂、S₃表示）。
（5）叶绿体吸收CO₂速率最大的时刻是第    小时，前24小时比后24小时的平均光照强度    。

回答下列有关光合作用的问题。
Ⅰ.下图表示在某适宜温度条件下，A、B两种植物的光合速率随光照强度改变的变化曲线。

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，A、B植物相比，受到影响较小的是________植物。
（2）当光照强度为a时，比较A、B植物的有机物积累速率P_A、P_B和有机物合成速率V_A、V_B的大小，结果应分别为P_A_________P_B、V_A________V_B（填“>”、“<”或“＝”）。
Ⅱ. 人参是一种药用价值比较高的阴生植物，请根据题意回答以下问题：
（3）为成功培育某优良品质的人参，科研人员对人参的最适环境因素进行实验探究。下图1为探究人参的最适宜光照强度的密闭装置图，其中缓冲液可以使密闭容器中的CO₂浓度始终保持在0.03%。

①该实验的自变量是__________。
②该实验的无关变量有_______（至少答出2种）。
③根据实验结果绘制的曲线图，如图2所示。图中A点，人参根尖细胞内合成ATP的场所有__________；限制图中B点继续增长的环境因素主要是_________；图中C点以后，人参叶肉细胞内C₃的合成速率会__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）如要确定该人参是几倍体及细胞内染色体数，可选择该人参的根尖分生区细胞做相关实验，显微镜视野中的最佳目标是_______________（时期）的细胞。