高中生物人工湿地的作用综合题

为探究环境因素对植物某些生理作用的影响，研究人员用密闭装置对生长状态一致的玉米植株进行分组实验，结果如下表：

请分析回答：
（1）本实验的课题涉及到的无关变量有             等（至少列举2个）。
（2）在以上研究过程中净光合作用量最大的是第    组，原因是：      。
（3）若将密闭装置放在黑暗中进行同样实验，发现12 h后CO₂的相对量均超过5.0，原因是                      。
（4）玉米植株处于20℃的黑暗环境中12h后CO₂的相对量是5.4，则第二组装置中植株光合作用固定CO₂的相对量为          。

为探究环境因素对植物生理作用的影响，研究人员用密闭装置对生长状态一致的玉米植株进行分组实验，结果如下表：

请分析回答：
（1）本实验的课题是          ；无关变量有                   等（至少列举2个）。
（2）密闭装置中CO₂的相对量均减少的原因是                                  。
（3）若将密闭装置放在黑暗中进行同样实验，发现12 h后CO₂的相对量均超过5.0，原因是                      。
（4）玉米植株处于20℃的黑暗环境中12h后CO₂的相对量是5.4，则第二组装置中植株光合作用固定CO₂的相对量为              。

为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO₂浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:

（1）叶绿体中色素的功能是                     。
（2）大气中的CO₂可通过植物叶片表面的        进入植物体内。光合作用产生的有机物（C₆H₁₂O₆）中的氧来源于原料中的         ，有机物（C₆H₁₂O₆）中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物                 中。
（3）当NaCl浓度在200~250 mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于                ，后者主要是由于                   。
（4）总光合速率可用单位时间内单位叶面积上                表示。请在答题卡指定位置的坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图               。

科学家对菰的光合作用特性进行研究，将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养，利用红外CO₂分析仪分析CO₂的变化，所得结果如左图所示：

根据图1回答问题（1）~（3）：
（1）在温度为____________℃时，菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。
（2）若光照和黑暗时间各占一半，且光照时的光照强度一直和图1中的光照强度一样，则菰在15℃时生长状况为_________。

A．干重将减轻

B．干重将增加

C．干重不变

D．无法判断

（3）用CO₂消耗来表示，35℃时菰叶片的真实光合速率约为_________μmol·m-2·s-1。
科学家进一步制作出了光饱和点和光补偿点与温度的对应关系图如图2、图3所示，根据图1、图2、图3，回答问题（4）（5）：

（4）图2的曲线是在温度为_______℃时作出来的。
（5）种植菰的最适条件是温度_________℃，光照强度__________(μmol•m-2•s-1)

(11分) 研究人员为研究植物的光合作用过程及速率开展了如下实验,图1是番茄光合作用过程图解，图2是在密闭、透明的玻璃小室中培养番茄的幼苗。(注：CO₂ 缓冲液为碳酸氢钠溶液，当瓶内二氧化碳量减少时，碳酸氢钠溶液释放CO₂,反之吸收CO₂.因此它能保持瓶内二氧化碳量大致不变)

（1）由图1可知，乙代表的物质是     ，要想使叶绿体内A的含量快速下降，可以改变的环境条件是      （写一点即可）。
（2）将图2所示的装置放在自然环境下，通过观察装置中液滴移动的位置，可以用来测定夏季一昼夜(零点开始)小室内氧气释放速率的变化，液滴移到最右点是在一天中的______（填“早晨”、“正午”或“傍晚”）时刻；要测定图2装置中植物的呼吸作用强度，还需添加一个如图2一样的装置，将该装置    ；控制与图2相同的     ；每隔20分钟记录一次液滴刻度数据，分析得出结论即可。
（3）研究人员想利用先进的化学检测技术，模拟光合作用卡尔文循环的实验。他们在适宜温度和光照条件下，向图2所示的装置通入¹⁴CO₂。当反应进行到0.5 s时，¹⁴C出现在A中；反应进行到5 s时，¹⁴C出现在(CH₂O)和B中。该实验的方法是               ，实验的自变量是        ，实验目的是研究                                  。

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，研究人员人工模拟一定量的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 ^-2s^-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的具体部位分别是                     。
（2）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           ，加快了碳反应的速率；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可以          UV辐射增强对光合作用的影响。
（3）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A、C组植株中        的含量。若检测结果是             ，则支持假设。
（4）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。

上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的原因是                         。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是                    

(10分）以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。
第一步：取三个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号、3号。
第二步：用三个瓶同时从水深Xm处取水样（都装满），立即测定3号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处，2号瓶密封瓶口并包上黑胶布沉入原取水样处。第三步：24h后将1、2号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重复三次，结果1号瓶溶氧量平均值为amg 2号瓶溶氧量平均值为bmg，3号瓶溶氧量平均值为cmg。回答下列问题：
（1）水中生物呼吸消耗的O₂量表示为_______, a-c表示_______。
（2）通过a、b、c的关系可研究水深Xm处是否存在自养生物。
①若_______,则说明水深Xm处无自养生物：
②若_______,则说明水深Xm处有自养生物并且产氧量能满足此处生物耗氧所需！
③若c〉a>b则说明水深Xm处_____________________。
（3）若水深Xm处存在自养生物，则氧气的总产生量为______________。

(14分)以下是研究单细胞真核生物——雨生红球藻得到的曲线图，请分析回答：

（1）雨生红球藻产生氧气的场所是       （填细胞器名称），只有当光合作用强度     于细胞呼吸强度时，雨生红球藻才释放出氧气。
（2）由曲线图可知，雨生红球藻光合作用强度受              的影响；在以上实验条件下，光照强度为6klx、温度为         ℃时，最适合雨生红球藻生长。
（3）据曲线图计算，在光照强度为4klx、温度为30℃时，雨生红球藻呼吸速率是          nmolO₂·cell^-1·h^-1(计算结果保留整数位)。
（4）雨生红球藻细胞呼吸强度与光照强度             （有关、基本无关、无法确定），理由是                                                。

(10分)如图为高等绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转变示意图，图中①～⑥代表物质，据图及所学知识回答以下问题：

(1)光合作用光反应阶段发生在          (结构名称)，该结构上存在叶绿素，提取叶绿素的试剂是          ；光合作用的暗反应阶段发生在                (场所)。
(2)植物的叶绿体通过光合作用的光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在         (填写图中标号)中，通过暗反应把活跃的化学能转变为稳定的化学能贮存于               (填写图中标号)。
(3)有氧呼吸的第二阶段是         彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量能量，该阶段是在     中进行的。
(4)通过呼吸作用释放的能量一部分贮存于ATP中，另一部分以       形式散失。
(5)综上所述，叶绿体通过光合作用把光能转变后贮存起来，这是一个贮能过程；线粒体通过呼吸作用把有机物氧化而释放能量，与此同时把能量贮存于ATP中，这是一个              的过程。

下图A、B分别是洋葱根尖不同部位细胞的放大图，图C是表示洋葱根尖在氧浓度为a、b、c、d时，CO₂释放量和O₂吸收量的变化，请据图回答问题：

（1）水分进入A图细胞的方式是              ，与洋葱叶肉细胞相比，此细胞内不具有的细胞器是                。
（2）图B中的          （填序号）时期是观察染色体形态和数目最好的时期，③时期的细胞染色体发生的主要变化是                              。位于①和④时期的细胞中每条染色体上的DNA含量的比值为                 。
（3）在图C中，当氧浓度为a时，能产生ATP的细胞结构是             ；与氧浓度为a相比，在氧浓度为c时，CO₂释放量逐渐减少的主要原因是                          ；当氧浓度为d时， 葡萄糖氧化分解的化学反应式是                                 。

(10分)如图为某植物叶肉细胞与光合作用和呼吸作用有关的部分过程示意图，请回答。

（1）①过程的反应场所是线粒体的     ，此过程中消耗的〔H〕来自于植物细胞的场所有细胞质基质和线粒体的     。
（2）如果温度下降，过程①的反应速率下降，原因是    。
（3）如果空气中CO₂浓度下降，则短时间内〔H〕的含量变化是    。
（4）若要①过程发生而没有②过程发生，则需要改变的外界条件是    。

(10分)如图为某植物叶肉细胞与光合作用和呼吸作用有关的部分过程示意图，请回答。

（1）①过程的反应场所是线粒体的     ，此过程中消耗的[H]来自于植物细胞的场所有细胞质基质和线粒体的     。
（2）如果温度下降，过程①的反应速率下降，原因是    。
（3）如果空气中CO₂浓度下降，则短时间内（H）的含量变化是    。
（4）若要①过程发生而没有②过程发生，则需要改变的外界条件是    。

回答有关植物光合作用和呼吸作用的问题。
Ⅰ 有两种植物，一种在强光下生长，一种在阴蔽处生长。从这两种植物上各取一片彼此相似的叶片，分别放在两个透明盒子中。在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率的数据如下表。

光强[μmol光子/(m^2·s)]	0	10	25	50	100	250	500	600
放氧速率[μmolO2/(m^2·s)]	叶片A	－20	－10	－5	－1	5	15	28	30
叶片B	－2	－0.5	1.5	3	6	10	12	11

（1）由表中数据可以推测，取自强光下的叶片是                ；光照强度直接影响光合作用的
          过程，该过程可将光能转化为                       中的化学能。
（2）光照强度＞600 μmol光子/(m²·s)时，可推知叶片A放氧速率主要被                  限制。叶肉细胞呼吸作用产生的CO₂转移途径是                                   。
（3）若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图，则大约在175μmol光子/(m²·s)时两条曲线相交，此点的生物学含义是                                          。
（4）为提取叶片B中的色素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入                  。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照条件下2～3min后，试管内的氧含量                      。
Ⅱ 在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%)、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系,分别用图甲、乙、丙表示。

（5）图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量(mol／h)表示的，请改用O₂的吸收量(mol／h)表示，并在答题纸所示图中绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线。
（6）图乙中P点的呼吸作用方式是            ，进行此种呼吸方式所消耗的底物是            。实验测得当外界氧浓度为4～5％时，该植物CO₂释放量的相对值为0.6，而O₂吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的                  倍。
（7）图丙中5℃时的状态可用图甲中          (填“A”、“B”或“C”)点表示。

(10分)下图示在不同光照条件下测定的某种植物光合速率(以O₂释放量为测定指标)变化情况。请分析回答：

(1)图中bc段限制叶片光合速率的主要环境因素是                            。若其它条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是                         。
(2)在图中cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是                      。经测定，晴天遮光条件下该植物的CO₂平均释放速率为0.8µmol/(m²·s ) ，则a点时该植物O₂产生速率约为      µmol/(m²·s )。
(3)在实验过程中，给该植物浇灌H^l8₂O，发现叶肉细胞中出现了(CH₂¹⁸O)。分析其最可能的转化途径是：H^l8₂O先参与                                                      。
(4)叶绿素分子中的Mg^2＋可被Cu^2＋置换，实验中用含Cu^2＋的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是                                 。
(5)经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比值为10:31:119，经植物生长调节剂Ttgx－15处理细胞后，细胞内物质含量比值变为10:46:220。据此分析，Ttgx－15作用于植物细胞的分子机制是                                                   。

下图1表示叶绿体色素、蛋白质等成在膜上的分布，下图2表示盛夏的某一晴天，置于室外的种植辣椒的密闭容器内一昼夜空气中的CO₂含量变化，请据图分析回答：

（1）图1是叶绿体中的        膜，其内侧产生的气体扩散到相邻细胞中被用于细胞呼吸，至少需要穿过     层磷脂分子。
（2）图1的H⁺从内测到达外侧时是   浓度梯度进行的，属于    运输。
（3）图1中的NADPH称为还原型辅酶II，可作为暗反应的         。
（4）图2中，表示辣椒光合作用和呼吸作用强度相等是  点，一昼夜中辣椒体内有机物含量最少是  点。
（5）图2的ef段，辣椒的净光合速率   零，gh段，辣椒的净光合速率   零。
（6）在i点，辣椒叶肉细胞有ATP和[H]的产生，原因是        ，但却不能进行暗反应，原因是     。
（7）与a点相比，i点辣椒体内有机物含量             。