为探究环境因素对光合作用强度的影响,设计进行下列实验。实验材料和用具:100mL量筒、50W、100W、200W和400W的台灯、冷开水、NaHC03、黑藻等。
实验步骤:①准备4套如图所示装置,编号为1~4。在瓶中各加入约500mL0.01g/mLNaHCO3溶液后用冷开水充满。 ②取4等份长势相同的黑藻分别放入各装置。③将4套装置放入暗室中,然后分别用50W、100W、200W和400W的台灯等距离地照射各装置,观察气泡的产生情况。④30min后停止光照,测量光合作用释放的O2体积(mL)。以上实验重复三次,实验结果见上表。分析并回答有关问题:
(1)该实验中的自变量是________________ ,列出实验中的两个无关变量:______________ 。
(2)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是___________________________ 。
(3)每组实验重复三次的目的是_________________________________________ 。
(4)若想确定黑藻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________________________________ 。
组别 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
50W | 100 W | 200 W | 400 W | |
第一次 | 5.0 | 12.0 | 21.0 | 19.2 |
第二次 | 5.3 | 11.5 | 20.0 | 18.5 |
第三次 | 5.0 | 12.0 | 20.0 | 19.0 |
(1)该实验中的自变量是
(2)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是
(3)每组实验重复三次的目的是
(4)若想确定黑藻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
更新时间:2020-07-05 22:24:02
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解题方法
【推荐1】光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生,损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所示)可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭,输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护,其中过程③是光呼吸速率的限制因素,线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用,相关机制如下图。请回答下列问题。
(1)图中过程①进行的场所是_____________ ,叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于____________
(2)图中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有____________ 、____________ ,过剩的NADPH通过草酰乙酸-苹果酸穿梭,在光呼吸的过程____________ (填序号)消耗。
(3)线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是____________ 。
(4)线粒体电子传递链有细胞色素途径(CP)和交替氧化途径(AP)。CP途径有ATP的合成;AP途径无ATP的合成,能量以热能的形式散失。为了进一步研究不同环境条件对两条途径的影响,科研人员利用正常植株和aoxla突变体(AP功能缺陷)进行了相关实验,结果如下图。
①正常情况下,黑暗时电子传递链以_______________ 途径为主。
②光照过强时,光保护主要依赖于______________ 途径,而不是另一途径,从物质和能量变化的角度分析其原因是_____________ 。
③温度与光保护机制的关系是____________
(1)图中过程①进行的场所是
(2)图中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有
(3)线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是
(4)线粒体电子传递链有细胞色素途径(CP)和交替氧化途径(AP)。CP途径有ATP的合成;AP途径无ATP的合成,能量以热能的形式散失。为了进一步研究不同环境条件对两条途径的影响,科研人员利用正常植株和aoxla突变体(AP功能缺陷)进行了相关实验,结果如下图。
①正常情况下,黑暗时电子传递链以
②光照过强时,光保护主要依赖于
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【推荐2】光照不仅能为植物的光合作用提供能量,还能作为信号调节植物体的生长发育。
(1)植物细胞对光能的捕获在叶绿体的__________ 完成。捕获的光能经光反应阶段转化为__________ ,再经过_____________ 阶段转化为糖类等有机物中稳定的化学能。
(2)植物利用太阳光能的同时也会接受紫外光的照射。已有研究表明,紫外光中的UVB能够作为一种环境信号调节植物体的生长发育,研究人员以拟南芥为材料,对该机制进行了实验探究。
①检测野生型和UVRB蛋白失活的突变型植株对UVB信号的响应情况,结果如下图所示。由此可知,UVB照射能够_____________ 下胚轴的伸长,且__________________________ 。
②已有研究表明,UVRB在细胞质中通常以二聚体的形式存在。研究人员使用某种特异性抗体与UVRB 二聚体进行抗原-抗体杂交实验,经UVB照射后的实验结果出现杂交带,未经UVB照射则不出现杂交代。由此推测,UVB照射能够改变UVRB二聚体的____________ ,使其被掩盖的抗原位点得以暴露。进一步研究证实,UVRB是UVB的光受体。
③已知细胞核内的W蛋白可影响H基因的表达,进而影响下胚轴的伸长。研究表明,在UVB的作用下,细胞质中的UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核,与W蛋白结合,从而影响H基因表达。请推测W蛋白与UVR8单体结合前后对H基因表达的调节机制可能是____________ 。
(1)植物细胞对光能的捕获在叶绿体的
(2)植物利用太阳光能的同时也会接受紫外光的照射。已有研究表明,紫外光中的UVB能够作为一种环境信号调节植物体的生长发育,研究人员以拟南芥为材料,对该机制进行了实验探究。
①检测野生型和UVRB蛋白失活的突变型植株对UVB信号的响应情况,结果如下图所示。由此可知,UVB照射能够
②已有研究表明,UVRB在细胞质中通常以二聚体的形式存在。研究人员使用某种特异性抗体与UVRB 二聚体进行抗原-抗体杂交实验,经UVB照射后的实验结果出现杂交带,未经UVB照射则不出现杂交代。由此推测,UVB照射能够改变UVRB二聚体的
③已知细胞核内的W蛋白可影响H基因的表达,进而影响下胚轴的伸长。研究表明,在UVB的作用下,细胞质中的UVRB二聚体解聚成单体后进入细胞核,与W蛋白结合,从而影响H基因表达。请推测W蛋白与UVR8单体结合前后对H基因表达的调节机制可能是
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【推荐3】为研究杨树对干旱的耐受性,进行了水分胁迫对其净光合速率、气孔导度和胞间C02浓度影响的实验,结果见下图。(说明:水分胁迫指植物水分散失超过水分吸收,使植物组织含水量下降,正常代谢失调的现象)请回答:
(1)水分胁迫下,杨树幼苗根细胞通过____________ 失水,导致其光饱和点____________ (选填“升高”或“降低”)。
(2)处理2.75小时时,重度胁迫条件下,该植物叶肉细胞产生ATP的场所有____________ 。
(3)在重度胁迫后期,气孔导度降低,胞间CO2浓度升高。可能原因是:
①光合产物的____________ 变慢,导致细胞内光合产物积累。
②水分亏缺导致____________ (结构)破坏,从而直接影响光反应。
(4)下图为在一定温度和最适光照强度下,测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况,相关说法错误的是____________
A.当CO2浓度短时间内由b点上升到d点时,甲植物细胞的叶绿体内,C3的含量降低
B.当CO2吸收量为c时,植物甲与植物乙合成有机物的量多
C.乙植物比甲植物对CO2浓度更敏感
D.适当降低光照强度,d点将向左移动
(5)下图是探究光照强度对毛水草光合作用影响的实验装置图,将该装置至于不同光强下得到如下表实验数据(每格对应气体变化量是10μmol)
装置中水草的呼吸速率是____________ μmolO2·s-1,分析表中数据,在光强100μmol·m-2·s-1时,装置中水草每小时产生的氧气量是____________ μmol。
(6)科学家利用无土栽培法培养一些名贵花卉,培养液中添加了多种必需化学元素。配方如下,其中花卉根细胞吸收量少的离子是____________ ,植物缺少某种无机盐,会明显影响光合作用对红光的吸收,该离子是____________
(1)水分胁迫下,杨树幼苗根细胞通过
(2)处理2.75小时时,重度胁迫条件下,该植物叶肉细胞产生ATP的场所有
(3)在重度胁迫后期,气孔导度降低,胞间CO2浓度升高。可能原因是:
①光合产物的
②水分亏缺导致
(4)下图为在一定温度和最适光照强度下,测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况,相关说法错误的是
A.当CO2浓度短时间内由b点上升到d点时,甲植物细胞的叶绿体内,C3的含量降低
B.当CO2吸收量为c时,植物甲与植物乙合成有机物的量多
C.乙植物比甲植物对CO2浓度更敏感
D.适当降低光照强度,d点将向左移动
(5)下图是探究光照强度对毛水草光合作用影响的实验装置图,将该装置至于不同光强下得到如下表实验数据(每格对应气体变化量是10μmol)
光强(μmol·m-2·s-1) | 右侧刻度变化(格/h) |
0 | 2 |
50 | 6 |
100 | 12 |
150 | 18 |
200 | 18 |
装置中水草的呼吸速率是
(6)科学家利用无土栽培法培养一些名贵花卉,培养液中添加了多种必需化学元素。配方如下,其中花卉根细胞吸收量少的离子是
离子 | K+ | Na+ | Mg2+ | Ca2+ | NO3- | H2PO4- | SO42- | Zn2+ |
培养液浓度/mol·L | 1 | 2 | 0.25 | 1 | 2 | 1 | 0.25 | 1 |
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