高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

（某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封。B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）₂溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。

回答问题：
（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是__________．
（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的____（大、小），原因是_______；A中的幼苗生长量比C中的______ （大、小），原因是_______。

为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。回答问题：

(1)光照条件下，组5叶片通过          作用产生淀粉，叶肉细胞释放出的氧气来自于           的光解。
(2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是             。
(3)组2叶片中合成淀粉的原料是        ，直接能源物质是        ，后者主要是通过             产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是                                           。
(4)如果组7的蒸馏水中只通入N₂，预期实验结果是叶片中        (有、无)淀粉。

某生物兴趣小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。

容器	植物	部位	光质(光照强度相同且适宜)	温度(℃)	两侧水柱高度差(mL/8 h)
1	天竺葵	叶	红	25	240
2	天竺葵	叶	黄	25	30
3	紫罗兰	叶	红	25	160
4	紫罗兰	叶	黄	25	20

请根据以上图表回答下列问题：
（1）上表探究性实验课题中的自变量是_____________。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____________。
（2）若容器1的烧杯中加入的是CO₂的缓冲液，U型管左侧液面的变化是________（填“上升”或“下降”），植物的净光合作用速率是________mL/h。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正(排除非生物因素对实验结果的影响)，如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来________（填“大”或“小”）。

如图甲为光合作用过程示意图，图乙为不同光照条件下温度对某植物CO2的吸收量与释放量的影响图，A、B、C、W、X、Y、Z代表各种物质或能量，请据图回答下列问题：

（1）图中B所代表的是________。③过程进行的场所时                。
（2）在光照强度不变的情况下，适当增加［］_____________的浓度可提高Y的产量。
（3）如果在各种条件都很适宜的情况下，突然除去X，可以测出C₅分子的含量变化是____________。
（4）温度影响光合作用的原因是___________，图乙中温度从25℃升至30℃的过程中，光照下CO₂吸收量逐渐下降的原因是_______________，在此过程中，温度达到________℃时，实际光合作用速率最大。

请回答下列有关植物生命活动的问题：
I下图表示叶绿体膜结构上磷酸转运器的运转机制（Pi 和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1∶1 的反向交换方式进行）。光反应产生的        可被卡尔文循环所利用，在        （场所）中将物质B转化为磷酸丙糖，进而形成淀粉和蔗糖。若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则其更容易形成            ，原因是                                                。

II用饥饿处理过的某植物的叶片进行如下图实验（实验过程中光照适宜，温度恒定），分别称取三个叶圆片的干重，在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析：

（1）叶圆片y比叶圆片x        （填“轻”或“重”），原因是                            。
（2）在下午4时至晚上10时这段时间里，叶圆片z的呼吸消耗量可表示为           g。
（3）若实验过程中叶片呼吸速率不变，则从上午10时到下午4时这段时间里，叶圆片y制造的有机物的量可表示为                 g。

细叶桉（喜光耐旱的高大乔木）和蛤蒌（常生长在树林中半阴处）均为湛江地区常见的植物。图甲为这两种植物在温度、水分均最适的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，据图回答。

（1）图中表示细叶桉的是曲线            。
（2）当光照强度为a时，B植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器有               。光照强度在c点之后，限制B植物P/R值增大的主要外界因素是                              。
（3）某科研人员研究了细叶桉凋落叶对蛤蒌幼苗的影响，部分研究结果见图乙。研究结果表明：在凋落叶量为30(g/kg土壤)时，主要影响了蛤蒌幼苗光合作用中的光反应速率，依据是                 ；在凋落叶含量为90(g/kg土壤)时，由于C₃生成速率下降，说明蛤蒌幼苗对                的利用下降。
（4）图丙是研究人员测定的不同土壤含水量条件下蛤蒌叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间CO₂浓度的结果。随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO₂并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO₂吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体类囊体结构破坏，而且不能恢复。
为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的蛤蒌幼苗分为两组，实验组蛤蒌幼苗进行___________处理，对照组保持原有状态。若实验组蛤蒌幼苗光合速率___________________，则观点二成立。

0℃以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害，科研人员进行了实验研究。
实验一：从甲、乙、丙三个品种中挑选长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在5℃、10℃和25℃的环境中培养4天（其他各种条件都相同且适宜），结果如图1。
实验二：将甲种玉米幼苗分成三组，一组对照，另两组在5℃低温下处理4天后放在25℃，光照强度分别为800勒克斯（1x）、60勒克斯（1x）的条件下恢复4天后，测其光强与光合速率的关系，结果如图2。
       
（1）实验一的目的是               。
（2）甲、乙、丙三个品种中最耐低温的是__________，判断的依据是，该品种在低温条件下①           ，②            。
（3）实验二的目的是探究                。由实验二可知，光强为60lx有利于              。
（4）结合实验一、二分析，早春遭遇“倒春寒”后会造成玉米减产的原因是         。

下图为某科研小组对寒富苹果叶片发育状况的研究成果，其中图2为一定温度、最适CO₂浓度下的测定结果，请据图回答相关问题。

⑴为探究叶片发育过程中的最大光合生产能力，最好选择晴好天气，并于10︰30左右做净光合速率的测定，O₂是水的_______产物，可根据单位时间O₂的释放量来测定。若在正午12︰00左右测定，则净光合速率可能会降低，此时叶绿体中三碳酸含量与10︰30左右相比会       。
⑵图1显示，萌芽后的叶面积在不断扩大，之后趋于平缓，这是细胞__________的结果。在叶片发育的过程中，其净光合速率逐渐升高可能与两个因素相关，一是叶片结构逐渐完善，      作用活动逐渐增强；二是随着叶片的展开和扩展，与叶片发育密切相关的_______作用活动增加较少。
⑶光补偿点是指当整个植物体光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度。由图2可知，寒富苹果叶片的光补偿点与                  （因素）有关。若升高温度，则A点的变化是          。

（每空2分，共10分）下图甲、乙、丙表示分别放有小鼠、绿色植物、小鼠和绿色植物的三个透明密闭玻璃装置，起始时装置内的气体种类及相对含量都相同，某兴趣小组将三个装置置于室温25℃和一定光照条件下，并监测三个装置内的某种气体的相对含量的变化，分别绘制出了下图①②③三条曲线，请回答以下问题：

（1）甲装置中的小鼠最终死亡，在其体内检测到某酸性物质的含量明显高于正常小鼠，该酸性物质是               ，该物质产生的原因是                                。
（2）曲线②中CD段绿色植物光合作用速率的变化趋势是逐渐       （上升/下降/不变）。
（3）曲线②和③分别达到D点和F点时气体相对含量不再改变，此时对应的乙装置和丙装置中的绿色植物光合作用速率与呼吸作用速率的关系为：乙中光合作用速率    呼吸作用速率，丙中光合作用速率   呼吸作用速率。

以香蕉(核相为3X=33)幼苗为试材，进行短期高温(42℃)和常温对照（25℃）处理，在不同时间取样测定，得到的其叶片净光合速率、气孔导度(注：气孔导度越大，气孔开启程度越大)及叶绿素含量等指标变化如下图，请据图回答问题：

(1)核相为“3X=33” 表示的意思是                                            。若大规模快速繁殖脱毒香蕉苖，最好采用其        部位用                技术。在光学显微镜下不能观察到香蕉叶肉细胞中染色体的变化的原因是                      。
（2）叶肉细胞中的色素常用          法分离，在高温(42℃)处理过程中，每6小时取样，提取香蕉叶肉细胞中光合色素进行分离，色素带会出现什么变化?                     。

(3)依图分析，经过42℃处理后净光合速率降低，原因最可能是____        __________。
（4）42℃下实验第6小时，叶肉细胞产生ATP的场所有                   ，叶肉细胞内的O₂的转移途径是                        。

某同学为了探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：用8株有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，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的变化。实验结果统计如下表，请分析回答下列问题：

（1）序号1、3、5、7可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，实验变量是_ 　 ，需控制的无关变量是_        _        ___。（至少答两个）
（2）序号2、4、6、8可构成另一个相对独立的实验组合则该实验组合研究的的主题是：
（3）根据表中实验数据，在坐标图里标出光照强度为1000 Lx，温度分别为10℃、20℃、30℃和40℃时的光合速率，并请注明横坐标所表示的变量和具体数值。

（4）在光照强度为1000Lx，温度为30℃时，12小时每株天竺葵可积累葡萄糖        g。（计算结果保留一位小数。相对原子质量C-12，H-1，O-16）。
（5）如果用图（二）所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中氧气含量的变化。则该装置需要作适当修改，具体修改措施是                    。

改变光照强度，对甲乙两种植物的相关生理过程进行了测定，得到了下表数据（光照强度的单位为千勒克斯，CO₂的吸收和释放速度的单位不作要求）：
（1）请根据表格中乙植物的数据，在下图1中把乙植物曲线补充完整（单位省略）


（2）当光照强度3千勒克斯时，叶片释放氧气的速度甲比乙         。当光照强度为10千勒克斯时，叶绿体产生O₂的速度甲比乙         。
（3）上图2所示装置可以测定一些生理活动强度，回答相关问题（仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物）：
①若甲烧杯中为酵母菌培养液，乙烧杯中为NaOH溶液，则液滴会向  　 移动，单位时间内移动的距离可代表酵母菌         的强度。
②若甲烧杯中为酵母菌培养液，乙烧杯中为清水，则液滴会向    　 移动，单位时间内移动的距离可以代表酵母菌      　  的强度。
③若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为CO₂缓冲溶液，装置置于一定的光照强下，若液滴向右移动，单位时间内移动的距离可以代表小球藻         的强度。
④若甲烧杯中为小球藻培养液，乙烧杯中为CO₂缓冲溶液，装置置于黑暗中，则液滴会向   移动，单位时间内移动的距离可以代表小球藻         的强度。

图甲是在20℃、大气CO2浓度条件下测得的A、B两种植物CO2吸收速率随光照强度变化的关系曲线，图乙是在图甲c点的光照条件下测得的相关曲线。请据图回答问题：

CO2吸收速率 [µmol/(m^2·s)]

（1）甲图表明，A、B植物对生存环境的要求差异主要是______________不同。限制乙图m点增加的主要环境因素是_________________。
（2）在农业生产上可采取______________措施提高光能的利用率（至少答出一种）。
（3）乙图中两曲线后段呈下降趋势的原因是_____________________________________。
（4）若CO2浓度对植物呼吸作用强度不产生影响，请在坐标图中用虚线画出在乙图的n点条件下测得A植物光照强度与CO2吸收速率关系的曲线图。
（5）欲通过检测CO2的释放量来判断植物的呼吸作用强度，除澄清石灰水外，还可用____________________（试剂）检测，通过__________________________________来判断。

胡萝卜素因其具有提高人体免疫力、延缓细胞和机体衰老、减少疾病的发生等作用而备受科研人员的关注。
（1）从新鲜胡萝卜中提取胡萝卜素时，萃取前需对胡萝卜进行粉碎和        。提取胡萝卜素时一般不用乙醇作萃取剂，主要原因是                 ，且乙醉能与水混溶。萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是               ；浓缩萃取液时可直接使用        装置。
（2）用纸层析法分离叶绿体中的色素时，胡萝卜素随层析液在滤纸条上的扩散速度           而位于滤纸条的最前端；在进行光合作用时，光合色素吸收的光能必须先转变为化学能储存在结构简式为           的化合物中。
（3）科研人员测定了夏季不同天气条件下胡萝卜植株光合速率的变化情况，结果如下图所示，请分析回答：

①图中j点时，叶肉细胞中叶绿体产生的氧气会扩散到           等处；与h点相比，i点时叶绿体内CO₂的固定速率较           。
②阴天时，a～b时间段植株净光合速率变化的原因是                   ，阴天时，植株在图中的       点时刻体内有机物总量最少。

某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃罩内（如图所示）。其中每个装置培养皿中溶液的体积相等，每个装置都是密封的，放置在光照和其他条件都适宜的地方。

请回答下列问题：
（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）该实验的目的是                                     。其中NaHCO₃的作用是                       。
（3）如果某同学误将Na(OH)溶液当做NaHCO₃加入了培养皿中（每组浓度不变），则三组幼苗中光合作用下降速度最快的是           。
（4）如果用这三套装置验证光照强度可以影响光合作用速率，请简述实验改进的方法（不必答出实验结果）。                                                          。
（5）如果将某个装置从适宜光照下突然移到黑暗处，则下图中能表示叶肉细胞中C₃变化趋势的是       ，理由是                                           。