高中生物人工湿地的作用综合题

对农作物光合作用和细胞呼吸的研究，可以指导我们的农业生产。下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答下列问题：

（1）由图甲可推知，与P点相比，Q点限制单株光合作用强度最主要的外界因素是___________，由甲实验得到的指导措施是在栽培农作物时要注意________。
（2）种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图乙所示。B点时光合作用与细胞呼吸_______（大于，等于，小于），CE段， ATP的合成具体部位是___________。一昼夜内植株是否显示生长？________。理由是_________。由图乙给我们的指导是在密闭大棚内种植作物时要注意_______。
（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），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，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g），根据这两个数据是否能计算细胞呼吸量和光合作用量？____________，理由是___________。
（4）装置丁（如图）可用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应该是__________，自变量如何？ ___________。

（每空 2分，共 14 分）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。图 3 为正常玉米幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图。（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）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__________   。
（2）由图 2可知，随顶部去除叶片数量增加，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。综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中，采取         可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致。
（3）图 3的 A点时叶肉细胞中 O₂的移动方向是          。温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为          ℃。图中       点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

柑橘叶片的发育会影响是果树产量和品质，通过对柑橘叶片发育过程中光合特性的研究，探索叶片发育过程中光合生产能力，可为柑橘的栽培管理提供科学依据。以下是某研究小组的研究结果，请据此回答相关问题。

（1）为探究叶片发育过程中的光合生产能力，最好选择晴好天气做净光合速率的测定，可根据单位时间O₂的_________（填“产生量、释放量”）衡量净光合速率。在叶肉细胞中消耗O₂的具体部位是___________。
（2）图1显示，在叶片发育的过程中，其净光合速率逐渐升高是光合作用与细胞呼吸这两种代谢活动变化的结果，具体变化：一是光合结构逐渐完善，____________增幅较大；二是随着叶片的展开和扩展，与叶片发育密切相关的____________增幅较小。
（3）光补偿点是指当光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度。在光补偿点能产生ATP的细胞器有__________。由图2可知，柑橘叶片的光补偿点与_________（因素）有关。随着叶片的发育，柑橘树对弱光的利用能力__________（填“增强”或“减弱”）。

下表为等量的酵母菌在不同氧气浓度下，单位时间内产生的CO₂量和酒精量。

请回答下列问题：
（1）氧气浓度为a时，酵母菌的呼吸方式是      ，判断依据是       。可以用      检测酒精，反应后溶液呈      色。
（2）氧气浓度为b时，在酵母菌细胞内CO₂的生成场所是      ，单位时间内葡萄糖的消耗量为       mol。
（3）氧气浓度为c时，酵母菌细胞内释放能量最多的场所是     。

某校生物兴趣小组利用本校资源，正确高中生物实验进行了部分重复。请根据相关实验回答问题。
（1）在以下实验操作过程中不需要染色的是       ，需要盐酸的是       （均填序号）。
①观察植物细胞的吸水和失水 
②观察DNA与RNA在细胞中的分布
③观察线粒体               
④观察叶绿体
⑤绿叶中色素的提取和分离   
⑥观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（2）为获得较纯细胞膜，在制备时，不选用蛙红细胞的原因是            。
（3）若要探究温度正确酶活性的影响，供选择的材料有过氧化氢酶和过氧化氢、淀粉酶和淀粉，最好选择         进行实验，原因是          。
（4）该组同学将载有三棱镜和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，利用透过三棱镜的光，照射水绵的临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，这一结果可说明            。

根据有关材料作答：
Ⅰ．植物光合作用吸收的CO₂与呼吸作用释放的CO₂相等时的光照强度称为光补偿点，光照强度增加到某一值时，再增加光照强度，光合强度也不再增加，该光照强度称为光饱和点。a～d4种植物的单个植株在自然CO₂浓度及最适温度下的光补偿点和光饱和点如下表：

植物种类	光补偿点（klx）	光饱和点（klx）
a	1～2	30～80
b	0．2～0．3	50～80
c	0．5～1．5	20～50
d	0．1～0．2	5～10

（1）植物细胞产生ATP的具体部位是         ；利用CO₂的具体部位是         。
（2）光照强度为0．4 klx时，表格中a、c植物的呼吸作用产生的CO₂       光合作用吸收的CO₂（填“多于”“少于”或“等于”）。
（3）仅考虑温度和CO₂含量的影响，在温度较高，CO₂较少的密闭温室中，植物的光补偿点较      （填“高”或“低”）。
Ⅱ．科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如下图）。一段时间后，有ATP产生。

（4）为获取叶绿体，先要破碎叶肉细胞，再用            法分离。
（5）上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的原因是             ，因此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是使             。

在CO₂浓度为0．03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图1，请回答下列问题：

（1）a点时，植物乙叶肉细胞中产生ATP的场所有               。若在c点时突然停止CO₂的供应，短时间内植物甲的叶绿体中的____  （填“C₃”或“C₅”）含量会增加；d点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是                。
（2）当光照强度为3千勒克司时植物乙的总光合速率是       mg/100cm²叶·小时．
（3）如果用右图2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O₂含量的变化，为排除其他气体因素对实验的影响，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是                                            。为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置对照，设计方法为                       。

（每空1分，共10分）下图表示水稻一个成熟叶肉细胞代谢的某些过程（图中数字代表物质，a、b代表细胞器）。请据图回答下列问题：

（1）图中④是       ，其产生所需要的必要条件是                         ，该过程     （填“能”或“不能”）发生在水稻植株的所有细胞中。
（2）图中③产生于           阶段，在      （填场所）中被利用；ATP合成酶存在于       （填“a”或“b”）的内膜上。
（3）图中①、②进入a的方式是              ；如果用¹⁸O标记进入a中的①，则一段时间后可能检测到含有¹⁸O的物质有              （用图中的分子式和序号回答）。
（4）在水稻种植过程中，“正其行、通其风”的主要目的是通过                          来提高光合作用强度以增加产量。
（5）该细胞        （填“能”或“不能”）作为同时观察a和b在细胞中分布的实验材料。

为研究水分对植物光合作用的影响，研究者记录了向日葵在严重缺水及复水过程中，气孔导度、蒸腾速率及光合速率的变化，如下图。

（1）细胞中与水分吸收关系最密切的细胞器是            ，水参与光合作用的场所是叶绿体的               。给植物提供H₂¹⁸O，一段时间后周围环境中检测出C¹⁸O₂，请解释原因：_________________________________________________。
（3）停止供水使向日葵气孔导度            ，使           供应不足进而直接影响光合速率，叶肉细胞内C₃含量        ，ATP的生成量           。
（3）水分过多也会影响光合作用。这是因为土壤水分太多，根系通气不良，使_________________
_____________________________________，从而间接影响光合作用。

下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,请回答：

（1）物质a分布在叶绿体的             ，提取该物质 时加入CaCO₃的目的是           。
（2）过程②发生的场所是                   。
（3）上述①~⑤过程中，必须有氧气参与进行的是        ，图中能够产生ATP的生理过程是         （两空均用图中数字回答）。
（4）在光合作用过程中,二氧化碳被还原成糖类等有机物时，既要接受             释放的能量，又要被
还原（两空均用图中字母回答）。突然停止光照，C₅将如何变化                  。

科研人员探究了温度、采摘时成熟度对水蜜桃细胞呼吸速率的影响。实验在密闭罐中进行，以单位质量的水蜜桃果肉在单位时间内消耗氧气的量表示呼吸速率，结果如图所示。

请回答问题：
（1）实验开始的20 h内，水蜜桃果肉细胞中产生ATP的场所有___________。
（2）本实验中，测定的是水蜜桃细胞________呼吸速率。实验进行到50 h之后，30 ℃条件下密
闭罐中CO₂的量仍会增加，原因是____________。
（3）30 ℃条件下，实验进行到50 h之后，水蜜桃呼吸速率比2 ℃和15 ℃条件下都要慢，原因是______。
（4）分析实验结果可得出的结论是            。
（5）在密闭容器中，水蜜桃成熟速度更快，主要原因是              。
（6）根据以上分析，为延长水蜜桃的储藏时间，应采取的措施是         。

根据所提供的实验数据，回答下列关于植物生命活动的问题：
Ⅰ．研究人员为探究CO2浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，人工模拟一定量的UV辐射和CO2浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

分组及实验处理	株高（cm）	叶绿素含量（mg·g-1）	光合速率 （μmol·m-2·s-1）
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21．5	35．2	54．3	1．65	2．0	2．0	8．86
B	UV辐射	21．1	31．6	48．3	1．5	1．8	1．8	6．52
C	CO2浓度倍增	21．9	38．3	61．2	1．75	2．4	2．45	14．28
D	UV辐射和CO2浓度倍增	21．5	35．9	55．7	1．55	1．95	2．25	9．02

（1）番茄叶肉细胞中产生和利用CO2的部位分别是         和         。
（2）根据实验结果可知，紫外线（UV）辐射可能降低了叶绿素含量而影响了光合作用。光合色素分布于       （具体部位），具有         的作用。
（3）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于        ，加快了暗反应的速率：另一方面是由于      含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照组相比无显著差异，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以       UV辐射增强对光合作用的影响。
（4）由表可知，CO2浓度倍增可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能与CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定C组植株中       的含量。若检测结果是           ，则支持假设。
（5）．将长势相同的番茄幼苗分成若干等份，在不同的温度下先暗处理1h，测得其干重即葡萄糖的量的（单位：g）变化如甲曲线所示：再分别置于同一光照强度下照射1h后，测得其干重与暗处理前的变化如乙曲线。请据图回答：

A点和B点相比，番茄合成葡萄糖的速率是否相等？________。在此光照条件下，最适合植物生长的温度是________℃。

根据装置图分析回答问题（V使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动）。

Ⅳ

（1）开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内空气中的      （物质）含量增加。
（2）与（1）条件相同，给装置Ⅰ充足的水、矿质元素，同时给以适宜光照一段时间后，B、D两处的成分差别是               。
（3）开关①关闭，②③打开，同样光照条件下，Ⅰ中生物叶肉细胞的C₃含量       ；Ⅲ中生物体内将会积累较多的
（4）Ⅰ中生物刚开始产生O₂较多，但随时间不断延长，O₂产生量越来越少，主要是因为装置中CO₂量越来越少，影响暗反应的进行，导致     积累，进而影响光反应。

某种油菜的黄化突变体叶片呈现黄化色泽。与野生型相比，突变体的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合速率、呼吸速率及相关指标见下表。

回答下列相关问题：
（1）叶绿素a和叶绿素b分布于叶绿体的          ，突变体中发生的突变可能______（促进、抑制）叶绿素a向叶绿素b转化的过程。
（2）CO₂浓度通过直接影响           的产生来影响光合作用强度。若在光照条件下，突然中断CO₂的供应，叶绿体内首先积累起来的物质是      。
（3）突变体叶片中叶绿体的CO₂的消耗速率比野生型低________μmolCO₂·m^-2．s^-1。研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是_________________________________________。

沙尘暴对植物光合速度、蒸腾速度、气孔导度和呼吸速度都有明显的影响。下表是所研究的沙尘对云杉净光合速率影响的实验结果（气孔导度表示的是气孔张开的程度，影响光合作用，呼吸作用及蒸腾作用）。请据表回答下列问题。

	总叶绿素含量（mg/g）	气孔导度相对值（%）	净光合速率[μmol CO2/（m2•s）]
对照组	4.71	94	5.54
实验组	3.11	65	3.69

（1）沙尘暴导致云杉光合作用速率下降的因素有__________、__________。
（2）若沙尘暴对云杉光合作用中光反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组叶肉细胞中C₃（三碳酸）的含量要________（高、低、相同）；若沙尘暴对云杉光合作用中碳反应阶段的影响更大，则与对照组相比，实验组叶肉细胞中C₅（RuBP）的含量要__________（高、低、相同）。
（3）某同学用菠菜叶片做实验材料探究光照强度对光合作用的影响，实验过程中，用打孔器避开大的叶脉打出若干片小圆叶片，为了避免影响实验结果，对小圆叶片的选择时应注意_________。该组同学以同一时间段内多组实验装置中小圆形叶片浮起的数量作为观察指标，在实验装置加入的液体中应含有_______。
在实验中发现，将小圆叶片直接放入实验装置中，小圆叶片均未沉底，无法获得所需实验结果，应对小圆叶片进行__________处理，使小圆叶片全部沉底。