高中生物人工湿地的作用综合题

某学校生物兴趣小组利用图甲所示装置研究不同光照强度下水稻的光合作用。装置顶端封闭，底部有小孔与外界相通，若瓶内气体体积改变水分可从小孔进出瓶内，使刻度浮标上下移动。利用该装置可以测定光合作用与呼吸作用导致的瓶内气体容积的变化。实验前通过调节砝码重量，使装置悬浮于水中，达到平衡。用100W的灯泡作为光源。先将灯泡置于距装置20cm处，15min后观察并记录刻度标移动方向和刻度；然后不断加大灯泡与装置间距离，每过15min再观察记录实验结果，绘制成乙图。请回答下列问题：

（1）该实验的自变量是____________，通过______________________________进行调控。
（2）B点与A点比较，光合强度较大的是__________点，刻度标移动的方向__________。
（3）C点表示的是____________________________________________________________，CD段形成的原因是___________________________________，与C点相比较，D点刻度标向__________移动。
（4）若此曲线与横轴相交于E点，则E点的含义是_________________________________。
（5）若用此装置测定水稻幼苗的呼吸强度，需要对此装置进行_______________处理，如果此时水浴温度下降，刻度标移动会受影响，从内在因素分析是因为_________________。

(9分)回答下列问题
（1）在“观察植物细胞有丝分裂”和“检测生物组织中的脂肪”实验中均用到的有机试剂为   (填名称),在“检测生物组织中的脂肪”实验中该试剂的作用是          。
（2）在“探究酵母菌细胞呼吸”实验中,使用的溴麝香草酚蓝水溶液的作用是               , 以溴麝香草酚蓝水溶液作为检测试剂时,此实验的因变量是                   。
（3）用电子显微镜观察细胞,可以观察到内质网。内质网的功能可概括为:           。

(16分，每空2分〕图1为番茄叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的部分生化反应示意图

（1）图1中，甲所示生物膜存在于   〔细胞器）中，乙所示生物膜的名称是   
（2）在充满N₂与C0₂的密闭容器中，用水培法栽培番茄(CO₂充足〕测得图1中两种膜产生与消耗O₂速率的交化曲线（如图2所示）．
①5-8h间，容器内的CO₂含量将   ，番茄植株干重将   
②9-l0h间，甲膜生成O₂的速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是   ；10h时不再产生ATP的是   膜：若此环境因素维持不变，容器内的O₂含量将逐渐下降并完全耗尽，此时   成为ATP合成的唯一场所
③若在8h时，将容器置于冰水浴中，请推测乙膜消耗O₂的速率将会出现的变化及其原因：
                               

研究小组在环境温度为25℃其它条件均适宜时，测得某植物叶片遮光前吸收CO_２的速率和遮光后（完全黑暗）释放CO_２的速率（实验一），绘制曲线图甲；为研究环境因素对该绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，他们继续设计并完成实验二（图乙），图乙是在光照充足且适宜的条件下将植株放在特殊的装置内，测得的数据（吸收或释放CO_２的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO_２的量），回答下列问题：

（1）CO_２进入叶肉细胞被固定的场所是____________。
（2）该植物在光照条件下实际光合作用面积可用图甲中____________的面积表示，其中图形B的面积表示____________。若提高温度、降低光照，则图形____________（填“A”或“B”）的面积变小。
（3）实验二的实验目的是：____________，据图分析该植物在该光照条件下，30℃时光合作用合成的有机物____________（大于、小于或等于）25℃时合成的有机物量。

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。

为探究CO₂浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的影响，研究者在适宜温度等条件下采用人工气候室和控水实验模拟CO₂浓度倍增和干旱胁迫，实验结果如下：

根据实验结果回答下列问题：
（1）在干旱胁迫条件下净光合速率降低，其原因可能是__________________，进而影响卡尔文循环中的__________速率；在干旱胁迫条件下，CO₂浓度倍增能使光饱和点____________（“增大”或“减小”）。光照强度大于Q点时，限制B组光合作用的环境因素主要有_____________________。
（2）有实验结果可知，在干旱胁迫条件下，CO₂浓度倍增减缓了苜蓿叶片气孔开度的_______；干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少，使光反应减弱，供给暗反应的___________减少，从而使光合作用过程减弱。
（3）实验结果表明，当干旱胁迫发生时，CO₂浓度倍增不仅能提高____________，还能通过提高_________缓解干旱胁迫对苜蓿的伤害，增强抗旱能力。

(10分)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）若想确定天竺葵生长的最适合光照强度，请在本实验基础上写出进一步探究实验思路：        。

(10分) 图甲表示某植物在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，不同温度下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线，图乙表示植物叶肉细胞中发生的部分生理过程。据图回答以下问题：

(1)根据图甲可以判断光合作用速率等于呼吸作用速率的温度是________。
(2)图甲中在55℃时该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有________。
(3)图甲中若温度保持在15℃，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。
(4)图乙中x物质是________。④过程在植物细胞中发生的场所有________。

右图是油菜种子在萌发成幼苗的过程中，根据其干重和鲜重的变化而绘制的两条曲线（X和Y），请分析回答：

（1）表示其干重变化的曲线是   ，a→b变化的主要原因是        。
（2）曲线a→c种子内有机物的种类   （填“增加”或“减少”），此时细胞内活动最旺盛的三种细胞器是      ；
（3）油菜幼苗光合作用和呼吸作用相等的时间点是        ；
（4）若从分子水平分析，在Q时间点以后，导致根尖不同部分在形态、结构和功能上出现稳定性差异的根本原因是由于       分子的不同。

如左图装置为含水量较少的种子呼吸作用及植物光合作用实验图，右图中的曲线表示种子呼吸作用（实线）和植物光合作用（虚线）的强度变化过程。请回答：

⑴ 水平玻璃管P处气体的流动方向是             ，气体的这种运动是通过_______方式实现的。
⑵ 适当提高光照强度，此时叶肉细胞中C₅瞬时将___________（升高、降低、不变）
⑶ t时刻，向装有种子的瓶内加入适量的水后，呼吸作用及植物光合作用曲线将发生怎样的变化？请在图中绘出变化曲线，并说明理由。理由：                                            。
⑷ 如果人为向玻璃罩中通入过高浓度的CO₂时，光合作用强度将下降，可能的原因是                  。
⑸ 为提高作物产量，有时将玉米和大豆间隔种植（间作），这种间作的好处有（说出两点即可）①                                            。
②                                            。

某种番茄的黄化突变体与野生型相比，叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率（实际光合作用速率-呼吸速率）、呼吸速率及相关指标见下表。

材料	叶绿素 a/b	类胡萝卜素/叶绿素	净光合作用速率 （μmolCO2·m^-2·s^-1）	细胞间CO2浓度 （μmolCO2·m^-2·s^-1）	呼吸速率 （μmolCO2·m^-2·s^-1）
突变体	9.30	0.32	5.66	239.07	3.60
野生型	6.94	0.28	8.13	210.86	4.07

（1）叶绿体中色素分布在           上，可用          提取；下图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果，其中        （填标号）色素带含有镁元素。

（2）番茄的黄化突变可能     （促进/抑制）叶绿素a向叶绿素b转化的过程。
（3）突变体叶片叶绿体对CO₂的消耗速率比野生型降低了       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：                                        。
（4）番茄果实在成熟过程中，主要受         （激素）调节。

某研究者对某一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分、空气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的重量变化，结果如图甲所示。再选取大豆幼苗放在温室中进行无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答有关问题。

（1）如图甲所示，实验小组在第4天测得的种子吸收的O₂与释放的CO₂之比为1:3，此时大豆细胞内有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比值为      ；6天后种子重量减少的主要原因是        ，第      天，大豆的光合速率与呼吸速率大致相当。研究者用含¹⁸ O 的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是                  。
（2）据图乙分析，限制 AB 段 CO ₂吸收速率的主要因素是         ，若白天温室温度高于5℃， 则白天温室中CO₂浓度的变化情况是              ，为获得最大经济效益，温室应控制的最低温度为   ℃ 。
（3）图乙C 点时叶肉细胞产生的 O ₂ 的移动方向是             ，图中          （填字母）点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

下图表示将蚕豆叶表皮放入一定浓度的KNO₃溶液中，其保卫细胞的变化，请根据图回答问题：

（1）甲图中保卫细胞的状态是由于KNO₃溶液浓度               （大于，小于，等于）细胞液浓度引起的，乙图的状态是由于                  进入细胞引起的。在顺浓度梯度情况下，离子、葡萄糖等小分子还可以通过                 方式进入细胞。
（2）在夏季晴朗白天的中午，叶肉细胞的气孔处于图        的状态，此时细胞中的三碳化合物的相对含量会     ，因为___________________________。

下图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置。锥形瓶中装满质量分数为5%的葡萄糖溶液和适量的酵母菌，密封并静置一段时间后，记录下初始液面的数据。实验过程中液体会进入玻璃管，从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量。表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值。（单位:mL）
 
（1）根据实验数据该同学作了以下四种假设，你认为最合理的假设是（   ）

A．温度对酵母菌有氧呼吸有影响	B．氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响
C．温度对酵母菌无氧呼吸有影响	D．氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响

（2）假设实验的过程中产生的气体在溶液中的溶解度很低，则表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的               的量。
（3）从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是           。分析90°C时，由于温度过高，导致            ，酵母菌无法呼吸，所以没有气体量的变化。
（4）实验开始前，实验装置必须密封并静置一段时间的目的是                   。
（5）该实验条件下酵母菌细胞代谢的原理在生产实践中最常见的应用是           。

植物鹅掌花喜温暖湿润的半阴环境，忌强光照射。下图表示夏季时鹅掌花在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请分析并回答：

（1)研究小组发现适当遮光可使鹅掌花叶片叶绿素含量增加，对             光的吸收能力增强。如果要验证叶片色素含量的变化情况，可先用无水乙醇提取叶片色素，然后利用                （填方法）分离所提取的色素。
（2）导致图中曲线Ⅲ明显偏低的主要环境因素是             ，该植物M点时               （填“能”或“不能”）进行光合作用。若改为100%遮光，此时鹅掌花            （填“有”或“无”）ATP和[H]的合成，原因是                             。
（3）图中曲线Ⅱ在12:30左右净光合速率显著下降，推测原因是                    。
（4）同一植株底部叶片细胞的呼吸作用比顶部叶片细胞弱的内部原因可能是                      。
（5）科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系，测定了鹅掌花叶片在25℃时，不同氧气浓度下的光合作用速率（以CO₂的吸收速率为指标），部分数据见下表。请分析回答：

①O₂浓度由2%增大为20%时，鹅掌花叶片吸收CO₂的速率大幅下降，推测这种变化与          增强有关。
②为了探究O₂浓度对光合作用是否构成影响，在上表所获得数据的基础上，还要测定黑暗条件下对应的呼吸速率。假设在25℃，氧浓度为2%时，呼吸速率为X[mg/(h·cm²)]，氧浓度为20%时呼吸速率为Y[mg/(h·cm²)] ,如果23十X＞9＋Y，则说明                                。