高中生物人工湿地的作用综合题

为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，某实验小组做了如下实验：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：

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（单位）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12ｈ后CO2量（单位）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（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，自变量是          ，该实验设计方案忽略了              （某一无关变量）对实验结果的影响。
（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主题是：                                                             。
（3）序号1、3、5、7在实验前后二氧化碳含量的变化值的含义是                      。
（4）根据表中实验数据，在坐标图里绘制出不同实验条件（表中所示实验条件）下该植物的呼吸作用速率变化曲线图和真光合作用速率变化曲线图（请在横坐标上注明所表示的变量和具体数值）。

（5）若想确定天竺葵生长的最适合光照强度，请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路：                                                      。

(13分)某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题。
(1)实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示。与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是         、         。实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植密度呈负相关关系，番茄植株的生长也与种植密度呈负相关。番茄生长的调节方式是                   ，与番茄果实发育关系最密切的是         ，环境温度降低时，该物质运输速度会         。

(2)实验二：测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化，结果如乙图所示。图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是　      　。B→C段曲线变化的原因是                                            。若在C点突然提高CO₂浓度，叶绿体内ADP含量和C₃含量依次将            和___________（增加；减少；不变）。
(3)实验三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明显下降的主要原因是叶片气孔关闭，吸收CO₂减少，直接影响               过程；随着干旱的延续，番茄根细胞严重失水，可能出现____________________现象，最终导致死亡。
(4)实验四：采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为M_A、M_B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm²·h)。 若M=M_B-M_A，则M表示                              。

Ⅰ．下图甲是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目变化曲线，乙是该生物一个细胞的局部结构模式图。请分析回答：

（1）生物个体发育的起点是____ _____。同源染色体分离发生在 [  ]_____________期（括号内填数字标号）。
（2）乙图细胞有____个染色体组，它所处的分裂时期属于甲图中[    ]阶段（填数字标号）。
（3）如果乙图2号上某位点有基因E，2’上相应点的基因是e，发生这种变化可能的原因是                              。
（4）若图甲表示某一个体生命活动的过程，该个体的基因型为AaBb，两对等位基因独立遗传。则③阶段细胞中的基因组成为__________________________________________。
Ⅱ．在科学研究中常用呼吸商（RQ）是表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标。呼吸商（RQ）=释放CO₂体积或摩尔数/ 吸收O₂体积或摩尔数。现利用下图所示装置，测定一定量的酵母菌在不同O₂浓度下的O₂吸收量和CO₂释放量。锥形瓶内为酵母菌培养液。锥形瓶中央放入一小烧杯，内盛有试剂X，杯中插入一根滤纸折叠条。

（1）小烧杯内插入一根滤纸折叠条的作用是____________________。
（2）为确保结果的准确，需设置对照校正，则对照装置设计为__________。如果对照组着色液发生移动，则说明_______________。
（3）若要读取消耗O₂的体积，试剂X最好选用________（NaOH、NaHCO₃、蒸馏水）；若要直接读取消耗O₂和释放CO₂的体积之差，试剂X应选用________（NaOH、NaHCO₃、蒸馏水）。
（4）若读取的O₂吸收量为D，吸收O₂与释放CO₂量之差为E，则呼吸商为________。

研究表明，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：

(1)图中A代表细胞膜上的   。葡萄糖进入癌细胞后，在代谢过程中可合成非必需氨基酸，此过程一定需要  元素，也可通过形成五碳糖进而合成
   作为DNA复制的原料。
(2)在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为          。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有   (填编号)，代谢途径发生这种变化的意义在于能够                   ，从而有利于癌细胞的增殖。
(3)细胞在致癌因子的影响下，        基因的结构发生改变而被激活，进而调控   的合成来改变代谢途径。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程   (填编号)不宜选为作用位点。

某植物光合作用如图（一），呼吸作用如图（二），叶肉细胞内部分代谢途径如图（三），请回答下列问题：

（1）图（一）中，L点限制植物增产的主要环境因素是          。影响P点上下移动环境因素是           。
（2）图（二）所示，无氧呼吸强度与氧浓度之间的关系是_________________________________。
（3）与图（一）相比，测图（二）曲线时最显著区别的外界条件是                  。
（4）图（三）中①发生的场所是                           ；②发生的场所是                 。
（5）在温室内用适量的有机肥可提高植株的生长速率，一方面为植物生长提供必需的                ，同时提高温室内的              浓度。

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。

下表是植物Ⅰ和植物Ⅱ在一天中气孔导度的变化。请分析回答：

时刻	0：00	3：00	6：00	9：00	12：00	15：00	18：00	21：00	24：00
植物Ⅰ 气孔导 度	38	35	30	7	2	8	15	25	38
植物Ⅱ 气孔导 度	1	1	20	38	30	35	20	1	1

(注：气孔导度能反映气孔张开的程度，其单位是mmol CO₂·m^-2·s^-1，表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO₂的量)
(1)请在坐标图中画出植物Ⅰ和植物Ⅱ一天中气孔导度的变化曲线。

(2)据表分析可知，一天中植物Ⅰ和植物Ⅱ吸收CO₂的主要差异是__________；
沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物        ，此特性的形成是长期     的结果。
(3)影响植物Ⅱ光合作用强度的主要环境因素除了水和CO₂浓度之外，还有_____________          等。(指出两种)
(4)如图表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程(图中C₃代表含有3个碳原子的有机化合物)。过程①的能量变化是                。③的完成需要酶、    等物质。凌晨3：00时，①②③④四种生理过程中，植物Ⅰ和植物Ⅱ都能完成的有     。

某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO₂时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO₃沉淀量相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：


(1)甲、乙两组的实验变量是   ，实验中需控制的无关变量主要有____。
(2)酵母菌产生CO₂的场所有_________________________________________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验。
实验步骤：
①取   的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察   的变化。
实验结果预测和结论：
① _______________________________________________________________；
② _______________________________________________________________；
③ _______________________________________________________________。

如图一表示某绿色植物细胞内部分代谢活动的相互关系，其中a、b、c代表不同的细胞器，①一⑤代表不同的物质，请据图回答问题：

(1)写出物质和结构的名称：物质③________，结构a_________。
(2)该细胞吸收K，需要载体协助和⑤，其中⑤的结构简式为_____________
(3)如图二表示棉田内，棉叶在一天内吸收二氧化碳变化情况，如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等，则棉叶在时间A、C、F的呼吸强度比较结果是____________ （用“>”连接）。
(4)如图三表示一昼夜（0时至24时）在一个种植有番茄植株的密闭容器内O₂相对含量的变化，据图分析：
①番茄植株光合作用释放O₂量和呼吸作用消耗的O₂相等的点是_______________________
②该番茄植株经过一昼夜后，是否积累了有机物？为什么？____________________________
_______________________________________________________________________________

图1表示植物A在温度为25℃、光照强度分别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况。图2为25℃时，B植物吸收量随光照强度的变化曲线。回答下列问题：

(1)图1中光合作用速率等于呼吸作用速率的是___________(用a、b、c、d表示)点。光照强度为d时，植物光合作用需要从外界吸收______________个单位CO₂。
(2)对于B植物，光合作用和呼吸作用最适温度为25℃和30℃。若使温度提高到30℃(其他条件不变)，图中P、M点移动方向为：P ____________、M_____________。
(3)要测定植物A在温度为25℃、光照强度为d时的真正光合作用速率，至少需要设计两组实验：一组将植物置于______________条件下，同时在装置中放置NaOH溶液，则导致装置压强变化的原因是______________。另一组将同种生长状况相同的植物置于光照强度为d的密闭环境中，同时在装置中放置NaHCO₃溶液或CO₂缓冲溶液，所测得的数值表示______________________________________。
(4)B植物细胞吸收，放射性元素___________(能或不能)出现在植物呼吸作用产生的中。
(5)用大小相似的植物A的叶片，进行分组实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别测其重量变化。得到如下结果：

假如叶片的重量变化只与光合作用和呼吸作用有关，则二氧化碳固定量最多的是第  __________组叶片，在29℃条件下每小时光合作用合成的有机物为___________mg。

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 h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。

⑴两图中光合作用强度和呼吸作用强度相等的点有________，此时细胞中能产生[H]的部位有________。图二中积累有机物最多的点是________。
⑵经过24 h后，大棚内植物有机物的含量会________(填“增加”、“减少”或“不变”)。据图分析原因是_________________________________________________________。
⑶图二中A点所进行的生理反应表达式为________________________________。
⑷图一中限制N点的主要外界因素是________和________。N点时叶肉细胞叶绿体中的ADP的运动方向是________。
⑸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，则甲叶片的呼吸作用强度一定比乙低

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的能力较弱

⑹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的分离情况(如图三所示)，据图分析，溶解度最大的色素是________(填序号)。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，导致实验结果不理想(如图四所示)，请指出该同学漏加的试剂或药品是________。

下图甲表示一个水稻叶肉细胞内发生的部分代谢简图，图中①～⑤表示反应过程，A～L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构。图乙表示夏季晴天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量24小时检测结果。请据图作答：

（1）图甲中，反应过程①的场所是a的__________，反应过程⑤的场所是b的____________。
（2）结构a中发生的能量转换过程是________________________________________。
（3）当图乙处于EF段时，图甲中G与I的数量关系是__________。
（4）干旱初期，水稻光合作用速率明显下降，其主要原因是反应过程__________受阻（填序号）。小麦灌浆期若遇阴雨天则会减产，其原因是反应过程________________受阻（填序号）。
（5）图乙中所测气体为     ；该大棚内的蔬菜经过一昼夜是否积累有机物？         。

请回答下列有关光合作用的问题。
⑴光合速度受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的         过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的     过程。
⑵甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。

①在温度为10℃、光照强度大于    千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30℃、光照强度小于L₃千勒克司时，光合速度的限制因素是             。
②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L₂千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合速度。
⑶丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。
①当在    千勒克司光照强度条件下，A和B 两种植物的光合速度相同。
②A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖     mg。（计算结果保留1位小数。相对原子质量C-12,H-1,O-16.）
③A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于
    千勒克司。

下图表示高等植物光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，其中1～7表示生理过程的某一阶段，A～G表示生理过程中相关物质，请据图回答：

（1）写出下列物质或生理过程的名称：E       ，G       ，6         。
（2）细胞中发生1过程的部位是               ，其上分布着与光合作用有关的物质有            。
（3）上述过程可以产生ATP的有       （填序号），可以表示[H]的物质有       （填字母）。
（4）7过程可产生合成A的原料，这些原料的运动方向是                       。
（5）写出3、4、5过程的总化学反应式                                    。

某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对呼吸作用的影响)：
实验－ 将a、b两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5 min测定小室中的CO₂浓度，结果如图1所示。
实验二 给予不同强度的光照，测定a、b两种植物叶片的CO₂吸收量和CO₂释放量，结果如图2所示。

请据图分析回答问题。
(1)在低浓度CO₂时，固定CO₂能力较强的植物是________。0～25 min期间，影响b植物光合作用强度的主要因素是________。
(2)实验一从开始经过10 min，通过光合作用制造的有机物总量：a植物________(填“大于”、“等于”或“小于”)b植物，原因是____________。
(3)若a植物在第5 min时，光照突然降低，C₅含量在短时间内将________。
(4)25～40 min期间两个密闭小室内CO₂含量相对稳定的原因是_________。
(5)实验二中，若给予的光照强度为x klx(A＜x＜B)，每日光照12 h，一昼夜中a植物的干重将________，B植物的干重将________。