高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

光合作用和细胞呼吸是植物体的重要生理功能，请据图分析回答下列问题：

(1)在甲图的叶绿体中物质Ⅰ是__________，乙图中的物质Ⅳ通常是________。与乳酸菌的发酵相比，图乙中呼吸过程中特有的步骤是__________(填数字)。
②过程的发生场所是___________。
（2）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图丙装置的烧杯内加入_________，水柱的高度变化表示的是______________（总光合速率/净光合速率），此时光照强度属于_________变量。若要用该装置研究CO₂浓度对光合作用的影响，烧杯内应加入_________。
（3）若用丙装置来测定温度对植物的呼吸速率的影响，烧杯中应该加入试剂__________，还要将装置__________处理。为了排除无关变量对实验结果的干扰，需设置对照组，对照组与实验组的区别是____________。

如图是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及结果，请回答相关问题：(14分)
 
(1)由甲图推知，与M点相比，N点限制光合速率的外界因素是_____________。甲实验提醒我们栽培农作物时应注意________________。
(2)将对称叶片上侧遮光，下侧见光（如图乙所示），并采取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，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别标记为A和B（单位：g）。则B-A所代表的是_______。
(3)据丙图所示，在6：00时，该植物产生[H]的细胞器有____________；在18:00时，该植物光合作用有机物合成速率________（填“大于”、“等于”或“小于”）零。假设该植物在24 h内呼吸速率不变，最大光合速率为_______mg/h。中午12:00时左右，与曲线最高点所对应的时间相比，该植物叶绿体内的_______含量下降。

（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。

图甲表示菠菜的叶肉细胞在光强度分别为a、b、c、d时单位时间内CO₂释放量和O2产生总量的变化。图乙表示研究不同浓度的CO₂对菠菜幼苗各项生理指标影响的实验结果。请回答

(1)图甲中光强度为d时，菠菜根尖细胞产生ATP的场所是________________________。
(2)图甲中光强度为b时，真正光合速率______ (填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸速率；光强度为c时叶绿体光合作用所需CO₂来源是_________________________________；如果一天中12小时的光强度为d，其余时间光照强度为a，则菠菜能否生长？_________。
(3)由图乙可知，与A组相比，C组条件下叶绿体中[H]含量________。干旱初期，菠菜光合作用速率下降，其主要原因是所需的____________减少而导致光合速率下降，而较高CO₂浓度有利于水稻幼苗度过干旱时期，据图乙分析原因：______________________________。

在生物圈的物质循环中，叶绿体和线粒体两种重要的细胞器扮演着非常重要的角色，下图甲、乙、丙分别代表温度、光照强度和CO₂浓度对植物代谢的影响。

（1）若图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响，则其中的      （“实线”或“虚线”)表示真正光合作用速率，比较两曲线可看出，与        有关的酶对高温更为敏感，如果温度为30℃、光照充足时，该植物吸收CO₂的相对量为         。
（2）已知图乙是在适宜的温度和适宜CO₂浓度等条件下测得的数据，假如在光照强度为3klx时，经过连续20小时的光照，该植物合成的葡萄糖最多有_________mg被初级消费者同化，如果初级消费者同化的葡萄糖在体内彻底氧化分解需要消耗________mmol的O₂。
（3）对于图乙和图丙而言，与图甲的两曲线交点含义相同的点分别是：___________。当细胞间隙的CO₂浓度处于x-z段时，随着CO₂浓度的增加，叶绿体内固定CO₂的反应速率________（增大或减小）。当CO₂浓度大于z时，限制光合作用的外因主要是：
____                    （至少写出两个）。
（4）如果将该植物放在一个密闭的装置中，并将该装置进行黑暗处理，测得CO₂释放量＞O₂吸收量＝0，则该植物中进行的相关反应式为：                          。
（5）观察线粒体时，应选用           （A菠菜叶下表皮并稍带些叶肉细胞  B口腔上皮细胞  C藓类小叶）做实验材料，需用         染色处理，高倍显微镜下可见        色的线粒体，细胞质接近     色。

回答下列有关光合作用的问题(12分)左图表示M植物细胞中部分结构发生反应的示意图，右图表示M、N两种植物光合速率与光照强度的关系曲线。请分析回答：

1.分别写出图中物质E、K的名称            、           。I生成J的过程名称是           ；④循环过程的场所是           。 过程①、②、③中,F产量最大的过程是           。
2.在较长时间连续阴雨的环境中，图中生长受到较明显影响的是植物             。当明显降低植物水培营养液中镁含量时，则图中点v的移动方向是           （左/右/不变）。
3.图中x1～x4分别表示相关过程中物质B的量，y1～y4表示相关过程中物质L的量。若图中M植物在光强z时，x4=y4，则下列有关等式在数值上成立的是           (多选)。

A．x4=y1-y2

B．x2=x1-y4

C．y2=y3-x1

D．x1=x2+x4

4.将植物M、N置于Z光照条件下1小时，植物M、N合成有机物的速率之比为            。
甲、乙两组密封玻璃瓶中，加入大小、苗龄、长势相同的植物N叶片，并分别放置等量的自来水和0.125%NaHCO3溶液，用传感器测量瓶中氧浓度，记录数据见下表：

序号	组别	氧初始数据/mg·L-1	氧终结数据/mg·L-1	差值/mg·L-1
1	甲	2.74	2.56	-0.18
2	乙	2.36	3.23	0.87
光照度26klux；水温18℃；光照时间0.5h

5.造成甲乙两组氧浓度变化的原因是           。

下图表示某生态系统中能量的固定与利用，请回答有关问题：

（1）将光能固定到生态系统中主要是依靠绿色植物的______________，该生理过程发生在结构__________（A/B）中，化学反应式是：______________________________。
（2）_________是细胞的能量“通货”，蜗牛细胞内产生该物质的场所有____________________。从能量固定到被蜗牛直接利用，能量转移的具体途径如

（3）在食物链中，鸟处于第_______营养级，能量的流动是以__________作为载体进行的。该生态系统的维持需要系统外能量的持续输入，原因是___________________________________。

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                                           。

下面为植物的某个叶肉细胞及其中的两种膜结构图，以及在膜上发生的生化反应。请据图分析回答下列问题：

(1)图A和图B所示的生物膜分别表示图C中 ______________________________
和       (细胞器)的膜。(填写序号)
(2)图B中②的本质是    __________________________。
(3)图A中产生的[H]的作用是____________________________。
图B中[H]的产生过程是_____________________________________________。
(4)如果图A中的O₂被图B利用，至少要穿过      层生物膜。
(5)两种膜结构所在的细胞器为适应各自的功能，都有增大膜结构的方式，它们分别是 _____________________________________________________________
 _________________________________________________________________。

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                        。

科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：
（l）提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入__________，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的_____________。
（2）该突变体和野生型水稻的O₂释放速率与光照强度的关系如下图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推侧，突变体固定CO₂形成_________的速率更快，对光反应产生的______消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。

（3）如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是：________________。

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

注：“----”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。

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                    。

下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答：

（1）甲图表示在光照弱的情况下，光合作用随      的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用过程的          阶段。
（2）从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速度不再增加，此时限制光合作用速度增加的主要因素是        ，此时光合作用的         阶段受到限制。
（3）图乙中C点表示光照强度为B时，是植物生长的        ，出现CD段的原因是       。

将下图实验甲装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到图乙所示曲线。请回答下列问题：

（1）乙曲线表明中午 12h左右光照最强，光合作用强度反而降低（呈“午休”现象），产生这一现象的主要原因可分析为：由于光照过强，植物的         过旺，使植物失水过快，植物适应性调节叶气孔关闭，导致        ，光合作用速率减慢，氧气释放量减少。
（2）如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则图乙曲线中a点将如何移动？        ，其原因是             。
（3）在对大豆幼苗施肥之前，往往要先松土，试解释此时松土的作用是       。
（4）写出光合作用的总反应式：              。