高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

请完成下列教材原文填空：
（1）胆固醇是构成                    的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。
（2）细胞骨架是由                   纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
（3）同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有机物中的能量是经过一系列的化学反应         释放的；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
（4）暗反应过程中，一些          并被还原的C₃经过一系列变化，形成糖类，另一些则经过一系列变化形成C₅。
（5）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是             。

为探究环境因素对植物生理作用的影响，研究人员用密闭装置对生长状态一致的玉米植株进行分组实验，结果如下表：

请分析回答：
（1）本实验的课题是          ；无关变量有                   等（至少列举2个）。
（2）密闭装置中CO₂的相对量均减少的原因是                                  。
（3）若将密闭装置放在黑暗中进行同样实验，发现12 h后CO₂的相对量均超过5.0，原因是                      。
（4）玉米植株处于20℃的黑暗环境中12h后CO₂的相对量是5.4，则第二组装置中植株光合作用固定CO₂的相对量为              。

图l表示某植物在密闭容器内24小时，用红外线测量仪测得植物CO₂吸收速率与时间的关系曲线；图2表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响，图中实线表示实际光合作用速率，虚线表示呼吸速率。据图分析回答下列问题：

（1）图1中k点植物体内产生ATP的场所是   。图中光合作用强度等于呼吸作用强度的点是   。在df段，植物的光合作用强度     （填大于、等于或小于）呼吸作用强度；f点与d点相比，此植物体内有机物含量会   。
（2）在图1中植物进行呼吸作用的时间是  段（填图中代码）；植物积累有机物最多的点是  。导致ab段CO₂的释放速率比ka段低的原因是           。
（3）分析图2可知，光合作用、细胞呼吸都受温度的影响，其中与  作用有关的酶对高温更为敏感；在光合作用和细胞呼吸过程中，有关酶的作用机理是   。
（4）若昼夜不停地光照，图2植物生长的最适温度约是   ；若温度保持在25℃的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物  （填“能”或“不能”）正常生长；若该植物在密闭环境中，温度为40℃时，体内最可能积累         。

研究人员利用紫苏进行了两组实验，结果分别用下图（甲、乙）表示。

（1）图甲表示在一个密闭容器内紫苏植株一昼夜O₂含量的变化，据图分析：
① 图中B点后曲线上升的原因是光合作用过程中          阶段增强，此时光能转化为活跃的化学能储存在           。
② 紫苏植株光合作用释放的O₂量和呼吸作用消耗的O₂量相等的点是      。（用图中字母回答）
③ 该紫苏植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？       （填“是”或“否”），理由是                                      。
（2）图乙是研究水分在植物体内运输的情况。把紫苏的枝条放在盛有红色染液的烧杯中，一段时间后，洗净并在距枝条底部的不同位置横切观察导管部分（如图），含有染液的部分显示水分的经过的途径和高度。分析回答：
① 若培养过程叶片出现萎蔫的现象，说明叶肉细胞的细胞壁与       发生分离，其吸水能力逐渐       （填“增强”“不变”或“减弱”）。
② 给你提供一些如图乙所示的形态和生长状况相似的紫苏枝条，请利用上述实验装置，验证叶的表面积与水分运输速率呈正相关。
实验步骤：
第一步：取若干紫苏叶枝条，平均分为两组，标号为A、B。A组的枝条保留叶片，B组的枝条___________________________________________。
第二步：把两组紫苏的枝条如图乙放置在盛有红色染液的烧杯中。
第三步：两组枝条放置相同环境中一段时间后，洗净并在距离枝条底部的不同位置横切观察。
实验预期：__________________________________________________。

为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO₂固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。

(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和   ,在   中将CO₂转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率   。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO₂固定速率相对值是   。
(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中   增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,   降低,进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会  光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测   叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是                     ,则支持上述推测。

下图一表示空气中的CO₂含量对某绿色植物光合作用的影响，图二表示一天24小时蔬菜大棚内CO₂浓度随时间的变化曲线（水平虚线为实验开始时大棚内的CO₂浓度）。据图回答下列问题：

（1）两图中光合作用和呼吸作用强度相等的点有         （填字母）
（2）图二中积累有机物最多的点是       。若D点和H点所对应时刻的温度相同，则D点时的光强度_____（＞、=、＜）H点时的光强度。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酸（C₃）的合成速率将会______（变大、不变、变小）。
（3）若将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同体积、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是（  ）

A．甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同

B．甲、乙两叶片的光合作用强度在一段时间后都将逐渐下降

C．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸强度一定比乙低

D．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较低

（4）某同学做“光合色素的提取与分离”实验后，绘制了四种光合色素在滤纸上分离情况（图三所示），据图分析回答，在层析液中溶解度最大的色素是         （用图中文字回答），另一同学由于研磨绿叶过程中粗心大意，漏加了某些试剂或药品，收集到的色素提取液为淡绿色，请指出该同学漏加的试剂或药品          。

飞机草是我国热带地区危害严重的外来入侵植物。测定某入侵地飞机草的不同器官在光照充足条件下光合速率和呼吸速率，结果如图1所示。

（1）由图可知，除了叶片以外，其它器官中           的光合速率最大。飞机草通过光合作用同化的能量，除一部分用于呼吸消耗外，其余部分                  。
（2）飞机草分泌的一些挥发性物质能够抑制多种植物幼苗的生长发育，并使一些食草动物中毒。这有利于飞机草与本地植物       光和生存空间。长此以往，飞机草的大量繁殖会降低本地生态系统的               。
（3）关于飞机草成功的入侵，研究者认为，这是由于入侵种群在迁入新环境后发生适应性变化，把原来用于防御原产地天敌的能量投入到生长和繁殖中。为验证该假设，研究者将飞机草入侵种群和对照种群种植在与入侵地气候、土壤等条件相同的环境中，除草、治虫，测定株高、分枝数和生物量。
①实验中，对照种群应从              获取。
②若测定结果为飞机草入侵种群              ，则该结果支持上述假设。

为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理，从顶部去除不同数量叶片， 每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率（代表单株产量），同时在一定面积的样方中测定群体光合速率（代表群体产量）。结果如图。（备注：穗位叶位于植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量。）

（1）叶绿素分布于叶绿体的      上，光反应阶段产生的ATP和[H]将直接参与暗反应阶段中   过程，进而形成有机物。
（2）由图1可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着__________而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为             。
（3）由图2可知，随着顶部去除叶片数量的增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶获得的                 更充足。
（4）综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率                   。
（5）为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长。实验时向包住穗位叶的透明袋中通入       ，其他生长条件适宜，一段时间后检测                      。

（11分，除注明外，每空1分） 图1和图2是科研人员研究了光照强度、CO₂浓度对番茄光合作用的影响。图3是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的实验装置。小球藻是一种单细胞藻类植物，K₁、K₂为阀门，实验开始前为关闭状态（不考虑通气管内的气体影响） 。请回答下列问题：

（1）图3中，打开K₁，给予试管一定强度的光照，一段时间后发现注射器活塞移动一段距离X后停止，停止移动的原因是                                   。距离X对应的体积可表示小球藻的      速率，所测数值是否准确，如不准确应怎样改进？
（2）图3中，若液滴右移，此时酵母菌的呼吸方式中一定有                  。如果要进一步确定此结论，可取培养瓶中培养液，加入            （试剂） ，所验证的呼吸作用方式的反应式是                 。
（3）图1表示在最适温度及其它条件保持不变的条件下番茄叶片CO₂释放量随光强度变化的曲线。若图中的B点骤变为C点时，短时间C₅和C₃的含量变化将分别是           。图中若其它条件不变，温度升高5℃则A点将向          方向移动，A点产生[H]的场所有
（4）图2表示某光强度和适宜溫度下，番茄光合强度增长速率随CO₂浓度变化的情况。CO2浓度过高时，增加CO2浓度光合强度反而降低的原因                                

(16分)下图是某课题组研究大丽花中度缺水时绘制的叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci)的变化曲线图。实验过程中其他环境因素保持适宜且不变。气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，气孔导度表示气孔张开的程度。请回答下列问题：

(1) 叶肉细胞的胞间CO₂至少需要跨________层膜才能到达CO₂被固定的场所________，除此之外，参与光合作用暗反应的CO₂还可能产生于叶肉细胞的__________。
(2) 据图分析，从第________天开始，影响Pn的主要因素不是Gs，此时Pn下降的主要原因除缺水外还可能有___________                                    _。
(3) 研究表明，水分正常供应时，大气中高浓度的CO₂会导致大丽花胞间CO₂浓度(Ci)升高和气孔导度(Gs)下降，据此分析，此时叶片水分蒸腾作用的变化趋势是__________。
(4) 撕取新鲜的大丽花叶片下表皮制作临时装片若干，均分成甲、乙两组，甲组滴加清水，乙组滴加0.3 g/mL蔗糖溶液，观察结果如下图所示。据此推测气孔开闭的机制是___                            。此时乙组________(填“能”或“否”)观察到质壁分离现象。

光质(不同波长的光)会影响叶绿素a、叶绿素b对于光的吸收，从而影响光合作用的光反应阶段。某生物小组为检测光质对金鱼藻光合作用强度的影响，利用提供不同光源的40W的灯泡数个，试管数支、金鱼藻、NaHCO₃溶液等实验材料，1小时后测定记录数据如下，

注：O₂相对变化量，+ 表示增加，— 表示减少，
（1）叶绿体中色素的功能是__________________。实验中加入NaHCO₃溶液的作用是        ，无关变量有_________________。（至少写2个）
（2）在绿光条件下，金鱼藻叶肉细胞产生ATP的场所有             。
（3）下图为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱（暗带部分表示被吸收的光线），已知在漫射光环境中，光线以较短波长的光占优势，与阳生植物相比，推测阴生植物叶绿体中__________色素含量较高。

（4）在红光条件下，该植物经过2小时光合作用，产生氧气总量相对值是        ，
（5）根据实验结果，推测在大棚种菜时，为提高产量需要用       的玻璃。

菌根是由菌根真菌与植物根系形成的联合体。菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物,植物为菌根真菌提供糖类等有机物。下表为不同温度下菌根对玉米幼苗光合特性影响的实验结果。

组别	光合作用速率 (μmol CO2·m^-2·s^-1)	气孔导度* (mmol·m^-2·s^-1)	细胞间CO2浓度 (μmol·mol^-1)	叶绿素 相对含量
25 ℃	有菌根	8.8	62	50	39
无菌根	6.5	62	120	33
15 ℃	有菌根	6.4	58	78	31
无菌根	3.8	42	157	28
5 ℃	有菌根	4.0	44	80	26
无菌根	1.4	17	242	23

*气孔导度是描述气孔开放程度的量
请回答下列问题:
(1)菌根真菌与玉米的种间关系是                                    。
(2)25 ℃条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米叶肉细胞对CO₂的利用率     。
(3)15 ℃条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米光合作用速率高,据表分析,其原因有①            ,促进了光反应;②       , 促进了暗反应。
(4)实验结果表明:菌根能提高玉米的光合作用速率,在   条件下提高的比例最大。
(5)在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种,可提高部分牧草的菌根形成率。如图为接种菌根真菌后试验区内两种主要牧草种群密度和群落物种丰富度的变化结果。

①图中种群密度数值应采用样方调查结果的   值。
②据图推测,两种牧草中菌根依赖程度更高的是   。接种菌根真菌后,该试验区生态系统抵抗力稳定性提高,原因是                                                                     。

Ⅰ、光合作用光反应的简要过程如下图所示，

（1）叶绿体色素存在于图中（   ）（多选）
A．P680     
B．Cyt b₆f     
C．PC     
D．P700     
E．Fd
（2）CF₀和CF₁即___________。暗反应有关酶存在于______（甲/乙）侧。
（3）据图及所学知识分析，以下说法正确的是（   ）
A．乙侧的H⁺只来自于水的分解
B．所有的叶绿素a分子都能光解水
C．NADPH是最终的电子受体
D．光反应时既消耗水分子，又生成水分子
Ⅱ、为研究杨树光合作用产物的运输特点以及外界条件对光合产物分配的影响，研究人员选用外部形态特征基本一致（如株高、叶片数等）的杨树苗进行实验。
实验一：选取4组杨树苗，分别对第2、4、6、8片叶进行¹⁴CO₂标记，三天后，测每株苗各部位的放射性相对含量，结果见表一中数值；
实验二：另取两组杨树苗，对第5片叶均用¹⁴CO₂标记，实验组的第7片叶用黑纸罩上，三天后，测每株苗各部位的放射性相对含量，结果见表二中数值。

（注：表中数值均为百分比含量，*为放射性标记叶片）
（4）¹⁴CO₂在光合作用暗反应的________反应过程被利用。
（5）比较实验一中四个组的实验结果，叶2和叶4的光合产物大部分并没有运输出去，这是由于第2、4叶片仍处于幼龄阶段，所以         。从实验结果还可以看出，有机物在植物体内的运输方向是________。
（6）叶序相对小的叶片会主要将其光合产物运向叶序________（大/小）的叶片，根、茎所需的有机物主要来自叶序________（大/小）的叶片。
（7）从表2可以看出，黑暗能够_________（促进/抑制）有机物向第7片叶的运输。要想进一步证实你的推论，可以增加一组实验，处理方法是：将第7片叶用单层纱布袋罩上，检测第______片叶的放射性相对含量，如果其放射性相对含量             说明你的推论是正确的。

（每空2分，共16分）如图D4­5中（a）表示某植物叶肉细胞内甲、乙两个重要生理过程中C、H、O的变化（其中数字代表过程，A、B、C代表物质）；图（b）表示当光照强度和CO₂浓度适宜的条件下，温度对该植物光合作用和呼吸作用的影响，其中实线表示光照下CO₂的消耗量，虚线表示黑暗中CO₂的产生量。请据图回答下列问题：

（1）图（a）中，甲过程发生的场所为________，该生理过程的能量变化为__________________________。
（2）乙过程中A消耗于该过程的第______阶段，其发生的场所为__________。乙过程产生的水，其氢的来源是__________（不考虑中间产物）。
（3）图（a）中，若甲过程其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内中间产物C₃的含量将________（填“增加”“减少”或“不变”）。
（4）由图（b）可知，与________作用有关的酶对高温更敏感。
（5）若昼夜不停地光照，图（b）植物在温度为______条件下，植物生长状况达到最佳。

为探究光照强度对锐齿栎光合作用的影响，研究人员分别对某林区中的锐齿栎幼苗（苗龄2年）和成树（树龄40年）进行了相关研究。实验结果如下图所示。

（1）由实验结果可知，适应在弱光环境中生长的是_________（填“成树”或“幼苗”），这与森林群落_________结构的生物适应特点相似。
（2）由实验结果可知，在a．b．c三点对应的光照强度下，成树和幼苗光合作用速率最接近的是________点。
（3）研究人员为进一步研究锐齿栎幼苗与成树适应不同强度光照的原因，分别对幼苗与成树叶片中的叶绿素含量进行了测定。实验结果如下表所示。

	叶绿素含量（mg/L）
叶绿素a	叶绿素b	叶绿素总量
成树	11.2	3.9	15.1
幼苗	11.6	4.8	16.4

①在进行叶绿素含量测定之前，应制备叶绿素提取液。提取叶绿素时，除了加入80％丙酮和石英砂外，还需要加入CaCO₃。加入CaCO₃目的是_________________。
②通过测定叶绿体色素提取液的吸光度值并用一定的方法可计算出叶绿素的含量。测定吸光度值时，应以_______作为对照溶液，分别对叶绿体色素提取液的光吸收值进行测定。
③由实验结果可知，幼苗的叶绿素含量比成树的叶绿素含量___________。通过计算叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值，可推测适应弱光的植物___________（填“叶绿素a”或“叶绿素b”）的相对含量高。