高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

为研究城市环境污染对某植物生命活动的影响，研究者测定了不同污染程度下此植物叶片光合色素的相关指标，结果如图。请回答下列问题：

（1）叶绿体色素分布在组成叶绿体基粒的__________薄膜上，可用             （试剂）提取叶片中的色素，用              的方法分离四种叶绿体色素。
（2）据图可知，随污染程度的加剧，叶绿素的含量      ，其中叶绿素b含量变化的程度        （大于/小于/等于）叶绿素 a。
（3）进一步分析，随污染加剧，叶片中色素含量的变化会直接影响光合作用的        阶段，使其产生的        减少，进而将直接影响暗反应阶段中的______过程，使叶片中制造有机物的量      （增加/减少）。

图甲表示植物光合作用的部分过程,图中ABC表示三种化合物,图乙表示在密封恒温小室内测定的该植株上一组幼叶和成熟叶光合作用强度和光照强度间的关系图。据此回答下列问题。
  
（1）图甲所示过程发生的场所为         ，图中B物质的作用是            。ABC中可循环利用的是         。
（2）图乙中曲线E代表         （填“幼叶”或“成熟叶”）的光合作用强度与光照强度的关系。当光照强度为3klx时，相同时间内，等面积的E，F两组叶片中实际光合作用强度之比为         。[光照强度为8klx时，Ｆ组叶片的光合作用速率小于Ｅ组的主要限制因素有                。
（３）若给植物只提供^１4C的^１4CO₂，请用图解简要说明^１4C在光合作用中转化为有机物中碳的途径：   。

某研究小组以大豆为材料进行了相关实验研究，结果如下图所示。据图回答：

(1)由图甲可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是________(写出两种)
(2)种植大豆的密闭大棚内一昼夜空气中的含量变化如图乙所示。一昼夜内有机物积累最多的点是________。B点产生ATP的场所有________。
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如周丙)，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和 能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从左右两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b(单位：克)。则b与a的差值所代表的是__________。请写出导致叶片左侧遮光部分重量变化的主要反应式______。
(4)在一定的条件下，可用丁图所示装置来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量是  _____，自变量是_________。

如图是蚕豆叶细胞的气孔开闭情况以及保卫细胞影响气孔开闭的一些生理过程示意图：

请回答：
（1）从图中可以看出，引起气孔开闭的外界因素主要是______。
（2）保卫细胞吸水膨胀到一定程度时水分出入平衡，制约其继续吸水的细胞结构是_____
（3）夏季中午气孔关闭的直接原因是保卫细胞______（吸水、失水），将导致叶肉细胞中3-磷酸甘油酸的含量______（增加、减少）。
（4）将蚕豆叶片放入质量浓度为0．3g/mL的蔗糖溶液中，气孔会______（张开、关闭）；将其放入pH=7的某溶液中（此pH有利于淀粉酶活性增高），气孔会______（张开、关闭）．
（5）卡尔文在研究光合作用时，将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向容器中通入CO₂，通气管上有一个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无．实验中，卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的热酒精中，从而使______失活，细胞中的化合物就保持在热处理之前的反应状态．再利用______法，依据不同化合物在层析液中的溶解度不同，分离出各种化合物进行分析。

下图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜的条件下，光合作用强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题：

（1）参与光合作用的色素分布在叶绿体的[    ]          上。
（2）光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中A表示          阶段。A为B提供[    ]        和[    ]          。
（3）写出图甲中所示物质的名称：①          ；C          ； D          。
（4）由图乙可知，影响光合作用的外界因素是          和          。比较I、Ⅱ两条曲线，当光照强度大于a时，曲线Ⅱ的光合作用强度不再增大，主要是光合作用的          阶段受到限制。

研究发现，植物的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，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。请回答：
(1)Rubisco酶的存在场所为__________，其“两面性”与酶的_________(特性)相矛盾。
(2)在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是______，该产物完成光合作用还需要____(物质)。
(3)夏季中午，水稻会出现“光合午休”，此时光合作用速率明显减弱，而CO₂释放速率明显增强，其原因是__________________________________________________________。
(4)研究表明，光呼吸会消耗光合作用新形成有机物的1／4，因此提高农作物产量需降低光呼吸。小李同学提出了如下减弱光呼吸，提高农作物产量的措施：
①适当降低温度 ②适当提高CO₂浓度不能达到目的的措施是_______(填序号)，理由是_____________。
(5)与光呼吸相区别，研究人员常把细胞呼吸称为“暗呼吸”，从反应条件和场所两方面，列举光呼吸与暗呼吸的不同___________________________________________________。

下图甲是采用黑、白瓶法（黑瓶不透光），分别测定某池塘夏季白天不同深度水层每小时的平均氧浓度变化曲线，纵轴表示水池深度（假定不同深度的水温不变），横轴表示瓶中O₂的变化量（g/m²·h）；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）水深3m时白瓶中的水藻____（能/不能）进行光合作用，此时水藻产生ATP的结构有___________。
（2）白瓶中测得的O_２变化量为净光合作用产生量，则光照适宜时，水深1m处每平方米的水藻1 小时制造的O₂的总量为________________。
（3）白瓶在水深3 m时，O₂的变化量为0，表明在此深度时，水藻的光合速率______（填大于、 等于、小于）呼吸速率，若将白瓶水藻从3m处移到2m处，则短时间内水藻细胞中C₅的含量将 _______（填增大、 减小、不变）。
（4）若图乙实验中将试管向右移，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的主要原因是______。

某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）。请回答：

（1）磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和_________的组分。
（2）卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于________（吸能或放能）反应。
（3）若蔗糖合成或输出受阻，则进入叶绿体的_____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的_______数量下降，卡尔文循环减速。此时过多的三碳糖磷酸将用于_______以维持卡尔文循环运行。经过____轮卡尔文循环能够形成一分子的三碳糖磷酸。光反应的一系列反应是在_________中发生的。

双子叶植物的保卫细胞通常是肾形的细胞，气孔的保卫细胞含有叶绿体，因为细胞壁面对孔隙的一侧（腹侧）比较厚，而外侧（背侧）比较薄，所以随着细胞内压的变化，可进行开闭运动。图1是蚕豆叶细胞的气孔开闭情况示意图，图2是保卫细胞以葡萄糖为底物进行需氧呼吸的过程模式图，图3是保卫细胞影响气孔开闭的一些生理过程示意图，请回答：

（1）由图1可推知，保卫细胞内能够产生ATP的场所有             。图2中物质4是       ，物质6是         ，产生ATP最多的反应发生的场所是              。
（2）从图3中可以看出，引起气孔开闭的外界因素主要是            。保卫细胞吸水膨胀到一定程度时水分出入平衡，制约其继续吸水的细胞结构是           。
（3）夏季中午气孔关闭的直接原因是保卫细胞        （吸水/失水），将导致叶肉细胞C₃的含量     （增加/减少）。
（4）将蚕豆叶片放入质量浓度为0．3g/mL的蔗糖溶液中，气孔会          （张开/关闭）；将其放入pH=7的某溶液中（此pH有利于淀粉酶活性增高），气孔会         （张开/关闭）。

图1表示磷水平高低对植物光合速率日变化的影响；图2表示在温度分别保持5℃、15℃、25℃和35℃下，改变光强度（其他条件适宜）的情况下，植物吸收CO₂的速率曲线。请回答下列问题：

图1                               图2
（1）磷是叶绿体膜结构中                     的组成部分，缺磷时还会影响光反应的产物             和            的合成，从而导致光合速率减慢。
（2）图1中不同时间缺磷、高磷处理的光合速率日变化          （填“小于”、“等于”或“大于”）适磷处理的光合速率日变化。12:00植物的光合作用出现明显的午休现象，与缺磷和适磷相比，高磷光合速率下降幅度大，说明            。
（3）图2中在温度为25℃且光强度小于8时，限制该植物光合作用进一步升高的外界因素主要是      ；若光照突然停止而其他条件不变，则短时间内叶绿体中三碳化合物的合成速率将会         （变大、不变、变小）。
（4）图2中在温度为35℃且光照强度为A点时，叶肉细胞中真正光合作用速率       （填“大于”、“等于”或“小于”）细胞呼吸速率。其他条件不变的情况下，若将光强度维持在A和B之间，持续培养该植物24小时后，其体内有机物的含量的变化趋势是    （填“增加”、“不变”或“减少”）。

下图表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程(①～④表示不同过程)。

1.过程①产生的C₃的具体名称是          。
2.过程③除需要酶的催化外还需要______________等物质的参与。
3.过程②中包含             循环活动。
4.过程④的反应称为                    。

将玉米体内控制合成某种酶A的基因导入水稻体内后，测得在适宜温度下，光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及净光合速率（光合作用速率与呼吸作用速率差值）的影响结果，如下图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）CO₂通过气孔进入叶肉细胞后，首先与C₅结合而被固定为     ，固定产物的还原后可以为光反应提供     以保证光反应特续进行。
（2）光照强度为时，影响原种水稻和转基因水稻的光合速率的环境因素主要是     。与原种水稻相比，转基因水稻更加适合种植在____环境中。
（3）分析图中信息，酶A所起的作用最可能是促进   反应（填“光”或者“暗”）阶段从而提高光合作用速率。
（4）经检测，转基因水稻与原种水稻相比，呼吸速率并未改变，在该适宜温度下，光照强度为时，转基因水稻的光合速率约为__   __。

某研究小组选择一株健壮的、处于生长期的绿色植物进行了一系列探究实验：

（1）将植株置于室外一密闭玻璃罩内培养，用传感器对玻璃罩内的某种气体的含量进行24小时的检测，结果如图1。图2是该植物某～叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请据图回答下列问题：
①图1中所测气体为____    ，该植株在密闭玻璃罩内培养24小时后，有机物总量变化应为    ，判断的依据是    。
②图1中B点时的光照强度称为该植株的              ，此时图2所示叶肉细胞中正在进行的过程有____（填字母）。
（2）分别选择该植株不同比例的叶片进行完全遮光处理，在适宜光照下检测未遮光叶片的光合速率和淀粉含量，结果如下图3、4所示。

①本实验的因变量是____。
②随着遮光叶片比例上升，未遮光叶片光合速率上升、淀粉含量下降，原因是          。
③由此推测，摘除花、果实等非光合作用器官，叶片中光合产物含量____，对光合作用产生    作用。
（3）取该植株生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A（g），乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B（g），丙装置内圆片干重为C（g）。则圆片叶肉细胞的实际光合速率为       （g／h）。

请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。
（1）下表为某同学探究影响植物光合速率的因素所做的实验。据表可知, 该实验的自变量有          。要比较不同颜色的光对光合速率的影响, 应选择的容器标号是        。

容器	植物种类	部位	光质	温度（℃）	O2增加量（mL/8小时）
1	菠菜	叶	红	22	120
2	菠菜	叶	黄	22	15
3	菠菜	根	红	22	-10
4	秋海棠	叶	红	22	80
5	秋海棠	叶	黄	22	10

（2）左下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况: 图中四种色素都能溶解在层析液中,其中      （填“甲” 、“乙” 、“丙” 或“丁”）的溶解度最大。四种色素中, 丙和丁主要吸收    光。

（3）右上图表示在光照充足, CO₂浓度适宜的条件下, 温度对某植物的CO₂吸收量或产生量的影响。图中实线表示光合作用速率, 虚线表示呼吸作用速率。由图可知, 光合作用、呼吸作用都受温度的影响,其中与     作用有关的酶对高温更为敏感。若昼夜不停地光照, 该植物生长的最适宜温度约是     ℃;若温度均保持在20 ℃的条件下, 长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗, 该植物      （能或不能）正常生长。

(12分)下图甲表示某绿色植物叶肉细胞中两种细胞器在不同光照条件下气体交换情况;图乙表示该绿色植物CO₂吸收量与光照度度的关系;图丙表示该植物的种子细胞呼吸时O₂的吸收量及CO₂的释放量与氧浓度的关系。请据图回答：

（1）甲图中两种细胞器均有双层膜，研究表明光合作用水的光解发生在类囊体腔内，则叶肉细胞中O₂从产生到被利用至少穿过了       层磷脂双分子层。
（2）甲图中线粒体的双层膜相比,蛋白质含量较高的是             ，最可能的原因是           。
（3）若乙图表示某植物整个植株处于密闭玻璃罩内获得的数据，则B点时一个叶肉细胞中气体交换情况为图甲中的        。
（4）据图丙可知,储存该植物种子时O₂浓度控制在     %时较适宜,当O₂浓度为N%时该植物种子的呼吸方式为                            。