(10分)小球藻是一种单细胞的绿藻,它是生物实验室中一种重要的实验植物。美国科学家卡尔文等用小球藻作实验材料,发现了有关植物光合作用的“卡尔文循环”,卡尔文因此获得了1961年诺贝尔化学奖。如图为卡尔文循环反应示意图。回答下列问题:
(1)卡尔文循环的反应场所为____________________________ 。由图可知,卡尔文循环可分为三个阶段:CO2的摄取期(羧化阶段)、碳还原期和RuBP再生期,结合所学的知识分析,其中属于暗反应中CO2的固定阶段的是图中的CO2的摄取期,这一步反应的意义是把原本并不活泼的____________ 分子活化;属于暗反应中C3的还原阶段的是图中的__________________ ,该阶段所需的ATP和NADPH来自____________________________ ,6分子CO2经过一次循环后最终可得到______________ 分子葡萄糖。
(2)实验人员用小球藻、绿色植物作实验材料,以甲、乙装置来研究光合作用速率(以CO2吸收速率表示)与NaHCO3溶液浓度之间的关系,实验结果如图丙、丁所示。回答下列问题:
①丙图为甲装置中小球藻的CO2吸收速率曲线,c点以后CO2吸收速率下降的最可能原因是________________________________________________________ 。
②丁图为乙装置中绿色植物的CO2吸收速率曲线,B点以后限制CO2吸收速率的主要外界因素是____________________________ 。若乙装置中的NaHCO3溶液的量一定,则随着测试时间的延长,绿色植物的光合速率逐渐下降,原因是密闭的钟罩中____________________________ ,此时,叶绿体中的____________________________ (填“C3”或“C5”)含量下降。
(1)卡尔文循环的反应场所为
(2)实验人员用小球藻、绿色植物作实验材料,以甲、乙装置来研究光合作用速率(以CO2吸收速率表示)与NaHCO3溶液浓度之间的关系,实验结果如图丙、丁所示。回答下列问题:
①丙图为甲装置中小球藻的CO2吸收速率曲线,c点以后CO2吸收速率下降的最可能原因是
②丁图为乙装置中绿色植物的CO2吸收速率曲线,B点以后限制CO2吸收速率的主要外界因素是
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(已下线)理科综合生物-学科网4月在线大联考(新课标Ⅲ卷)
更新时间:2020-03-30 09:43:38
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(0.4)
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【推荐1】如图1为探究不同光照强度对水生黑藻光合作用影响的实验装置图,图2表示外界条件均适宜时,水生黑藻在不同光照强度条件下C02吸收量或C02释放量的情况,图3为两种光照强度下水生黑藻中色素的纸层析实验结果(注:本实验中灯泡为荧光灯泡)。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/6/1703125267759104/1707151910158336/STEM/3bec2bab-488f-460f-8190-0443227192d9.png?resizew=661)
(1)若不更换灯泡且灯泡位置固定,则可通过移动试管位置来改变______________ 。随着图1中S增大,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因是_______________________________________ 。
(2)若突然使图1中S变小,则短时间内水生黑藻中C5的量将_________ (填“上升”或“下降”),—段时间后,光合作用反应达到平衡状态,C5和C3之间的含量比为________________ 。
(3)图2中c点之后水生黑藻光合作用强度不再增加对能与叶绿体中_______________ 有关。有同学认为只有当光照强度大于X时,植物才能够积累有机物,才能够生长,请结合图2 及所学知识,你认为该同学的结论正确吗?____ (填“正确”或“不正确”),原因是_____________________ 。
(4)据图3分析,强光照导致了水生黑藻中_____________ 含量减少,从而导致光合速率下降。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/6/1703125267759104/1707151910158336/STEM/3bec2bab-488f-460f-8190-0443227192d9.png?resizew=661)
(1)若不更换灯泡且灯泡位置固定,则可通过移动试管位置来改变
(2)若突然使图1中S变小,则短时间内水生黑藻中C5的量将
(3)图2中c点之后水生黑藻光合作用强度不再增加对能与叶绿体中
(4)据图3分析,强光照导致了水生黑藻中
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【推荐2】番茄植株不耐高温,其生长发育适宜温度及光照分别为15~32℃,500~800μmol·m-2s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境,会造成作物减产。
(1)PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有吸收、传递、转化光能的作用。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/14/2484613221449728/2484751397814272/STEM/ec7158877d6841deb1a67eebab0ae7f9.png?resizew=298)
图1
如图1所示PSII中的色素吸收光能后,一方面将H2O分解为_________ 和H+,同时产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,H+_________ (填写顺或逆)浓度梯度转运提供能量,促进ADP和Pi合成ATP。光反应过程实现了能量由光能转换为活跃化学能的过程。
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,请说出理由_________ 。Rubisco是催化图1中过程②_________ 的关键酶,该酶活性的下降导致②速率下降,光反应产物NADPH([H])和ATP在细胞中的含量__________ (填写增加、降低或不变),进而引起光能的转化效率降低,而此时强光下植物吸收的光能已经是过剩光能了,从而对植物产生危害。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,已有研究表明,在高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。
①利用番茄植株进行了三组实验,①组的处理同(2)中的CK,③组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/14/2484613221449728/2484751397814272/STEM/870881d70c624e9f9531a9b64d584e34.png?resizew=305)
图2
请写出②组的处理:_________ 。根据实验结果分析植物如何缓解亚高温高光对光合作用的抑制的。__________
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责受损D1蛋白的降解,如果抑制Deg蛋白酶的活性,请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由:____________ 。
(1)PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有吸收、传递、转化光能的作用。
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图1
如图1所示PSII中的色素吸收光能后,一方面将H2O分解为
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
组别 | 温度(℃) | 光照强度(μmol·m-2s-1) | 净光合速率(μmol·m-2s-1) | 气孔导度(mmol·m-2s-1) | 胞间CO2浓度(ppm) | Rubisco活性(U·ml-1) |
对照组(CK) | 25 | 500 | 12.1 | 114.2 | 308 | 189 |
亚高温高光组(HH) | 35 | 1000 | 1.8 | 31.2 | 448 | 61 |
从表中数据可见亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,请说出理由
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSII复合物的组成部分,对维持PSII的结构和功能起重要作用,已有研究表明,在高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。
①利用番茄植株进行了三组实验,①组的处理同(2)中的CK,③组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/14/2484613221449728/2484751397814272/STEM/870881d70c624e9f9531a9b64d584e34.png?resizew=305)
图2
请写出②组的处理:
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责受损D1蛋白的降解,如果抑制Deg蛋白酶的活性,请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由:
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【推荐3】甲图为培养绿藻的装置示意图,乙图为光照强度对溶液中净溶氧量的影响曲线。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/2/11/1578593267589120/1578593267736576/STEM/019ab30b4ffc46fca01129a46b1f6549.png?resizew=371)
(l)甲装置中3溶液的作用是_______ ,绿藻影响溶液中溶氧量的生理过程有____ 。溶液中溶氧量的变化可用来表示绿藻的_______ 量的变化。
(2)B点时绿藻的叶绿体中ADP的移动方向为______ 。若绿藻在缺Mg培养液中培养,则图中B点将向____ 移动。
(3)光照强度为C时对培养装置突然遮光,则短时间内绿藻叶绿体中C5数量的变化为_______ ;光照强度大于C点后,影响溶液巾净溶氧量变化的主要外界因素有_______ 等。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/2/11/1578593267589120/1578593267736576/STEM/019ab30b4ffc46fca01129a46b1f6549.png?resizew=371)
(l)甲装置中3溶液的作用是
(2)B点时绿藻的叶绿体中ADP的移动方向为
(3)光照强度为C时对培养装置突然遮光,则短时间内绿藻叶绿体中C5数量的变化为
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(0.4)
【推荐1】植物各器官生长发育消耗的有机物都是通过叶光合作用合成的。研究人员在不同条件下,对某一时刻番茄叶肉细胞中叶绿素a和叶绿素b含量的比值、C3的最大消耗速率及有机物含量的影响进行了研究,实验结果如下表(土壤含水量是指土壤最大含水量的百分比)所示。请回答下列问题:
(1)叶肉细胞中的叶绿素a和叶绿素b分布在________ 上,通过纸层析法分离色素时表中所列色素在滤纸条上形成的色素带依次呈_______ 色。
(2)据表中数据可知,弱光下叶肉细胞中______ (填色素名称)的相对含量有所升高,但是C3的最大消耗速率却明显降低,究其原因是弱光下产生的______ (填物质名称)有所减少,限制了暗反应。
(3)当土壤含水量为40%时,植物表现为缺水,此时,弱光条件下其叶肉细胞中的有机物含量反而多于土壤含水量为80%时的,从水分供应角度分析,原因可能是__________ 。
(4)叶肉细胞的净光合作用等于叶肉细胞光合作用合成的有机物量减去呼吸作用消耗的有机物量。表中所示有机物含量是否是叶肉细胞净光合作用?______ ,说明理由:___________ 。
光照强度 | 土壤含水量(%) | 叶绿素a含量与叶 绿素b含量的比值 | C3的最大消耗速率 (μmol·m-2·s-1) | 有机物含量 (g·L-1) |
正常光 | 80 | 4.46 | 31.7 | 1.9 |
40 | 3.97 | 25.4 | 1.6 | |
弱光 | 80 | 4.07 | 11.2 | 1.2 |
40 | 3.73 | 11.8 | 1.4 |
(1)叶肉细胞中的叶绿素a和叶绿素b分布在
(2)据表中数据可知,弱光下叶肉细胞中
(3)当土壤含水量为40%时,植物表现为缺水,此时,弱光条件下其叶肉细胞中的有机物含量反而多于土壤含水量为80%时的,从水分供应角度分析,原因可能是
(4)叶肉细胞的净光合作用等于叶肉细胞光合作用合成的有机物量减去呼吸作用消耗的有机物量。表中所示有机物含量是否是叶肉细胞净光合作用?
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【推荐2】近年来大气中的CO2 浓度和 O3 浓度不断上升。为了研究 CO2 浓度和 O3 浓度上升对农作物有何影响,研究人员用高浓度CO2 和高浓度 O3 分别连续处理水稻甲、乙两个品种 75 天,在第 55 天、 65天、75天分别测定植物的最大净光合速率,结果如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/8/16/3045746642403328/3047008508133376/STEM/24d641d9d2ef4132a824ef3fe9fb5358.png?resizew=443)
回答下列问题:
(1)该课题组在培养水稻时,稻田应定期排水,否则水稻幼根会变黑、腐烂,原因是_______ 。
(2)由甲组图可知, 与75天相比,65天时 O3组与CK 组之间的最大净光合速率差异较小,这说明____ 。
(3)分析甲、乙两组 75 天时的数据我们可知:①O3处理 75 天后,甲、乙两组水稻的____ ,表明长时间高浓度的 O3对水稻光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙品种水稻的影响大于甲品种水稻,表明___ 。
(4)高浓度 CO2可____ (填提高或降低)高浓度 O3 对水稻净光合作用的抑制效果,但是与CK 组比较,CO2组增大光合速率的效果并不明显,原因可能是_____ 。
(5)实验发现,处理 75 天后甲、乙两组水稻中的基因 A 表达量都下降。为确定 A 基因功能与水稻对 O3耐受力的关系,使乙组水稻中A 基因过量表达,并用高浓度 O3处理 75 天。若实验现象为____ ,则说明A 基因的功能与乙品种水稻对 O3耐受力无关。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/8/16/3045746642403328/3047008508133376/STEM/24d641d9d2ef4132a824ef3fe9fb5358.png?resizew=443)
回答下列问题:
(1)该课题组在培养水稻时,稻田应定期排水,否则水稻幼根会变黑、腐烂,原因是
(2)由甲组图可知, 与75天相比,65天时 O3组与CK 组之间的最大净光合速率差异较小,这说明
(3)分析甲、乙两组 75 天时的数据我们可知:①O3处理 75 天后,甲、乙两组水稻的
(4)高浓度 CO2可
(5)实验发现,处理 75 天后甲、乙两组水稻中的基因 A 表达量都下降。为确定 A 基因功能与水稻对 O3耐受力的关系,使乙组水稻中A 基因过量表达,并用高浓度 O3处理 75 天。若实验现象为
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(0.4)
【推荐3】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表观光合速率的日变化曲线。请分析并回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/17/2227458180587520/2227764219658240/STEM/0dce58fc-a734-4692-b5a8-98e92468b119.png)
(1)研究小组要验证叶片色素含量的变化情况,加入95%乙醇、石英砂、碳酸钙进行研磨提取,然后利用__________ (填方法)将所提取的光合色素进行初步分离;若提取时忘记添加碳酸钙,则所得光合色素溶液的吸收光谱中明显减少的是__________ 光。
(2)80%遮光导致图中曲线Ⅲ明显偏低的主要环境因素是________________________________________ 。M点时,该植物叶肉细胞中光合作用强度__________ (填“<”“=”或“>”)呼吸作用强度。
(3)图中曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比,鹅掌花植株的干重变化________________________________________ ,分析其最可能的原因是12:30左右________ 。
(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________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/17/2227458180587520/2227764219658240/STEM/0dce58fc-a734-4692-b5a8-98e92468b119.png)
(1)研究小组要验证叶片色素含量的变化情况,加入95%乙醇、石英砂、碳酸钙进行研磨提取,然后利用
(2)80%遮光导致图中曲线Ⅲ明显偏低的主要环境因素是
(3)图中曲线Ⅱ与曲线Ⅰ相比,鹅掌花植株的干重变化
(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
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【推荐1】根据题意,回答下列问题:
I、图甲为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图。研究人员将该叶片放在温度为1 5℃的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的关系,结果如下表所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/25/5184af36-b79f-45aa-9c58-23eb1c0ba106.png?resizew=203)
(1)在黑暗条件下,保卫细胞中合成ATP的场所是_____ 。
(2)图甲中,保卫细胞围成气孔部分的胞壁较厚,而外侧的壁较薄,箭头为在炎热夏季中午时,细胞中水分流动的总方向,推测此时保卫细胞可能处于_____ 状态,在较短时间内,叶肉细胞内三碳化合物的含量变化会下降,原因是_____ 。
(3)据上表分析,若X代表O2,那么在l klx的光照条件下,该叶片在5h内光合作用产生O2量为_____ mL,若X代表CO2,其它条件不变,请画出容器内CO2的吸收量随光照强度变化的曲线图_____ 。
II、为了研究水草的光补偿点(植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时的光照强度),研究人员设计了图乙装置所示的实验。试管中放入相同的水草和等量的0.5%BTB溶液(BTB溶液是酸碱指示剂,偏碱性时呈蓝色,弱酸性时呈黄色)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/25/14869b03-81bb-42ce-abc5-af6650274e6e.png?resizew=367)
(4)一段时间后,距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化,这说明_____ 。预期2号、5号试管内的颜色分别是_____ 。
(5)此实验中用荧光灯比白炽灯更好,原因是_____ 。
I、图甲为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图。研究人员将该叶片放在温度为1 5℃的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的关系,结果如下表所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/25/5184af36-b79f-45aa-9c58-23eb1c0ba106.png?resizew=203)
光照强度(klx) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
X吸收量(ml/h) | 11.2 | -11.2 | -22.4 | -28.2 | -28.2 | -28.2 |
(1)在黑暗条件下,保卫细胞中合成ATP的场所是
(2)图甲中,保卫细胞围成气孔部分的胞壁较厚,而外侧的壁较薄,箭头为在炎热夏季中午时,细胞中水分流动的总方向,推测此时保卫细胞可能处于
(3)据上表分析,若X代表O2,那么在l klx的光照条件下,该叶片在5h内光合作用产生O2量为
II、为了研究水草的光补偿点(植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时的光照强度),研究人员设计了图乙装置所示的实验。试管中放入相同的水草和等量的0.5%BTB溶液(BTB溶液是酸碱指示剂,偏碱性时呈蓝色,弱酸性时呈黄色)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/25/14869b03-81bb-42ce-abc5-af6650274e6e.png?resizew=367)
(4)一段时间后,距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化,这说明
(5)此实验中用荧光灯比白炽灯更好,原因是
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【推荐2】图甲表示某植物叶肉细胞的光合作用过程示意图,图乙为探究环境因素对该植物幼苗光合作用影响所得的实验结果(lx是表示光照强度大小的单位)。回答下列问题:____ ,图甲中表示ATP的是____ (填图中字母)。
(2)完成乙图的实验需控制的自变量是____ ,当CO2浓度为200mg·L-1时,该幼苗的叶肉细胞的光合速率____ (填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率。
(3)当环境中CO2浓度为600mg·L-1时,光照强度由800lx降到350lx,则短时间内C3的含量会____ (填“增加”“不变”或“降低”),C5的含量会____ (填“增加”“不变”或“降低”)。图乙中,若植物呼吸作用的强度不变,将该植物先放置在黑暗条件下12小时,接着放置在d点的条件下12小时,则在这24小时内该植物有机物积累量(用CO2吸收量表示)为____ mg。
(4)若在温室中培育该幼苗,为让幼苗处于最佳生长状况,根据乙图判断,除了其他条件适宜和做好水肥管理外,还需要提供的最优环境条件是____ (答两点)。
(2)完成乙图的实验需控制的自变量是
(3)当环境中CO2浓度为600mg·L-1时,光照强度由800lx降到350lx,则短时间内C3的含量会
(4)若在温室中培育该幼苗,为让幼苗处于最佳生长状况,根据乙图判断,除了其他条件适宜和做好水肥管理外,还需要提供的最优环境条件是
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【推荐3】研究人员将生长状况正常的番茄植株置于适宜条件下,培养一段时间后,改为含14CO2的空气(CO2浓度不变)培养番茄植株,测定叶肉细胞中放射性三碳化合物浓度的变化情况如下图,回答下列问题。
(1)若对番茄植株叶片进行色素的提取和分离实验,分离结果中,滤纸条上扩散最慢的色素带呈______ 色。
(2)叶肉细胞固定14CO2的场所是______ 。图中A时细胞产生NADH的场所是______ 。
(3)图中OA段C5化合物的含量______ (填“上升”“下降”或“不变”)。AB段放射性三碳化合物浓度不变的原因__________ 。
(4)B时关闭光源,曲线上升的原因______ 。
(5)研究小组利用该番茄植物叶片进行相关实验,对叶片依次进行暗处理和光照处理,并适时用打孔器分别取叶圆片于干燥后称重,结果如下表:
假设实验过程中叶圆片呼吸作用速率保持不变,则叶圆片实际光合作用速率可以表示为:______ g⋅cm-2⋅h-1。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/21/64fdd37a-f651-4b55-9bcb-b545ec3df2bd.png?resizew=225)
(1)若对番茄植株叶片进行色素的提取和分离实验,分离结果中,滤纸条上扩散最慢的色素带呈
(2)叶肉细胞固定14CO2的场所是
(3)图中OA段C5化合物的含量
(4)B时关闭光源,曲线上升的原因
(5)研究小组利用该番茄植物叶片进行相关实验,对叶片依次进行暗处理和光照处理,并适时用打孔器分别取叶圆片于干燥后称重,结果如下表:
实验前 | 暗处理2h | 适宜强度光照处理2h | |
叶圆片质量/(g·cm-2) | x | y | z |
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