2021年9月《Science》刊登中科院的最新突破,中国科学院天津工业生物技术研究所在国际上首次实现在实验室中从二氧化碳到淀粉分子的全合成过程。整个人工系统中,通过光伏发电将太阳能转化为电能,利用电能电解水得到氢气,如模块一所示。氢气和二氧化碳在催化剂的作用下合成淀粉,如模块二所示。
(1)绿色植物光合作用的场所是_______________ ,它内部巨大的膜结构上,分布着能吸收光能的________ ,此处发生的能量转化为_______________ 。
(2)该系统中模块一模拟的是光合作用的_______ 反应,模块二中的①②步骤,模拟的是光合作用的_______________ 过程。模块二中③和④步骤要顺利完成,需要提供的条件有___________________ 。
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该体系淀粉的积累量要_______________ (填:高于、低于或等于)植物,原因是_____________________ 。
(1)绿色植物光合作用的场所是
(2)该系统中模块一模拟的是光合作用的
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该体系淀粉的积累量要
更新时间:2021-12-16 08:31:59
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【推荐1】某经济植物光合作用的研究结果如图。请据图回答:
(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的_____ 上。需先用_____ (填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_____ 。据图分析,该植物可通过_____ 以增强对弱光的适应能力。
(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是_____ 。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有_____ 。
(3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_____ ;若往密闭装置通入14CO2,请用图解简要说明14C转移过程_____ 。
(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的
(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是
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【推荐2】图(1)和图(2)为植物光合作用过程(部分)示意图,其中PSI和PSII是吸收、传递、转化光能的光系统。请回答下列问题:
(1)图(1)中的“?”与图(2)的_____________ 表示同一种物质,该物质从产生部位扩散至细胞外需要经过_________ 层磷脂分子。
(2)图(1)中PSII中的光合色素吸收光能后,一方面将水分解,产生的电子经一系列传递体的传递,参与__________________________ 的结合,形成___________________ ;另一方面,在ATP合成酶的作用下,________ 的浓度梯度提供电化学势能,促使ADP与Pi反应形成ATP。
(3)图(1)中的PSⅠ、PSⅡ为进行光反应的复合系统,结合图(2)分析,含有大量叶绿素A的复合系统是______ (填PSⅠ或PSⅡ)。
(4)图(2)中①表示的场所是________________ 。若图(2)膜两侧的H+浓度梯度突然消失,其他条件不变,短时间内暗反应中C3含量会_____________ 。
(1)图(1)中的“?”与图(2)的
(2)图(1)中PSII中的光合色素吸收光能后,一方面将水分解,产生的电子经一系列传递体的传递,参与
(3)图(1)中的PSⅠ、PSⅡ为进行光反应的复合系统,结合图(2)分析,含有大量叶绿素A的复合系统是
(4)图(2)中①表示的场所是
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【推荐1】(一)甲图为植物细胞内的某种生理活动,乙图为植物在温度为15 ℃(实线)和25 ℃(虚线)时光照强度和氧气释放速度的变化关系)。请据图分析下列问题:
(1)甲图中,①过程中植物需要从外界吸收二氧化碳,若要研究二氧化碳的去向,通常采用_________ 方法;②过程产生的C6H12O6被分解成二氧化碳的场所有___________________ 。
(2)请根据乙图分析该植物在15℃、10千勒克斯的光照条件下,每小时光合作用所产生的氧气量是________ mg。
(3)如果在阴雨天气,温室内光照强度小于5千勒克斯,请据乙图判断采取什么措施可以有助于提高产量__________________________________ 。
(二)将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线。请回答下列问题:
(1)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3,据图分析,A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率_________ ,B→C保持稳定的内因是受到___________ 限制。
(2)研究发现,绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性,催化如下图所示的两个方向的反应,反应的相对速度取决于O2和CO2的相对浓度。
在叶绿体中,在RuBP羧化酶催化下C5与___________ 反应,形成的___________ 进入线粒体放出CO2,称之为光呼吸。光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上,据此推测,CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是___________ 。
(1)甲图中,①过程中植物需要从外界吸收二氧化碳,若要研究二氧化碳的去向,通常采用
(2)请根据乙图分析该植物在15℃、10千勒克斯的光照条件下,每小时光合作用所产生的氧气量是
(3)如果在阴雨天气,温室内光照强度小于5千勒克斯,请据乙图判断采取什么措施可以有助于提高产量
(二)将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线。请回答下列问题:
(1)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3,据图分析,A→B的变化是由于叶肉细胞吸收CO2速率
(2)研究发现,绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性,催化如下图所示的两个方向的反应,反应的相对速度取决于O2和CO2的相对浓度。
在叶绿体中,在RuBP羧化酶催化下C5与
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【推荐2】无机氮肥(固态)是常用肥料之一。为探究施加氮肥对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组:(1)对照组:(2)氮肥组(补充氮肥(12g/m2)):(3)水+氮肥组(补充氮肥(12g/m2))。检测相关生理指标,结果见下表。请回答:
(1)氮被吸收后,可以与金属离子______________ 共同参与叶绿素的形成;可以参与分布在______________ 中固定CO2的RuBP羧化酶的合成;还可参与形成______________ 等光反应产物。
(2)相对氮肥组,水+氮肥组显著提升了光合速率,原因是施加氮肥后浇水,促进______________ ,有利于玉米根细胞对氮的吸收,叶绿素和RuBP羧化酶的合成增加;其次植物吸水后,可导致______________ 显著变大,增加CO2的吸收量,促进暗反应。
(3)为进一步提高玉米的产量,下一步的研究思路是探究提高玉米产量的最适氮肥浓度。请你简要写出实验的具体思路:_________________ 。
生理指标 | 对照组 | 氮肥组 | 水+氮肥组 |
气孔开放程度/mmol·m-2.s-1 | 85 | 65 | 196 |
叶绿素含量/mg·g-1 | 9.8 | 11.8 | 12.6 |
RuBP羧化酶活性/μmol·h-1·g-1 | 316 | 640 | 716 |
光合速率/μmol·m-2.s-1 | 6.5 | 8.5 | 11.4 |
(1)氮被吸收后,可以与金属离子
(2)相对氮肥组,水+氮肥组显著提升了光合速率,原因是施加氮肥后浇水,促进
(3)为进一步提高玉米的产量,下一步的研究思路是探究提高玉米产量的最适氮肥浓度。请你简要写出实验的具体思路:
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【推荐3】人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中模块3中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块为______________ 。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内甲的含量将____________ (“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率会减弱,原因是模块2提供给模块3的_________ 和___________ 积累。
(3)根下且适宜的光照强度、温度和CO₂浓度等条件下,该系统获得的有机物量______ (填“高于”“低于”或等于)植物进行光合作用积累的有机物,原因是____________ 。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块为
(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内甲的含量将
(3)根下且适宜的光照强度、温度和CO₂浓度等条件下,该系统获得的有机物量
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【推荐1】将长势相同的黑藻均分为八等份,编为A、B两组,每组四等份。将A组分别放入装有400mL自来水的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度分别为0Lux、1500Lux、3000Lux、4500Lux:将B组分别放入装有400mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1%、0.5%、2% NHCO3的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况(单位:mg·L-1),每2分钟采集一次数据,连续采集10分钟,实验结果如下图所示(忽略不同光照强度对水温的影响):
(1)黑藻的叶绿素分布在_________ 上,在光反应中,可将光能转化为_________ 中的化学能。
(2)本实验中涉及的自变量有_________ 。
(3)A组实验中,光照强度为1500Lux时,10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为_________ mg(注:曲线上的点对应纵轴上的数值为整数);光照强度为4500Lux时,8-10分钟溶解氧量几乎没有发生变化,原因是__________________ 。
(4)B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化,该烧杯中黑藻所处的实验条件是_________ ,此时叶肉细胞中光合速率_________ (填:“<”或“=”或“>”)呼吸速率。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同,测定其产氧量较低,原因是__________________ 。
(1)黑藻的叶绿素分布在
(2)本实验中涉及的自变量有
(3)A组实验中,光照强度为1500Lux时,10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为
(4)B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化,该烧杯中黑藻所处的实验条件是
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【推荐2】在大气CO2浓度和适宜温度条件下,测定植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率,光照强度与该植物叶片光合作用速率的关系及细胞中CO2的转移方向如图所示,据图回答下列问题:
(1)在图中a点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生ATP的场所是________ 。
(2)在一昼夜中,将该植物叶片置于8 klx光照下10小时,其余时间置于黑暗中,则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为________ mg;将该植物叶片从光下移到暗处中,叶绿体的C5含量短时间内将________ 。
(3)如图所示曲线中b、c两点所代表的光合作用强度分别与图甲、乙、丙、丁的对应关系是:b点对应________ ;c点对应________ 。
(4)限制c点的环境因素是____ 。在温室中可通过增施有机肥提高作物的产量,其主要原因是_______ 。
(1)在图中a点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生ATP的场所是
(2)在一昼夜中,将该植物叶片置于8 klx光照下10小时,其余时间置于黑暗中,则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为
(3)如图所示曲线中b、c两点所代表的光合作用强度分别与图甲、乙、丙、丁的对应关系是:b点对应
(4)限制c点的环境因素是
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【推荐3】探究不同植物与环境相适应的关系,其中图1是三种不同类型植物的CO2同化方式意图,图2表示生活在不同地区的A、B、C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线,请据图分析并回答:
(1)将水稻的绿色叶片进行色素的提取与分离实验,需要加入___________ ,以防止叶绿素被破坏,以_________ 为纵坐标,以___________ 为横坐标,所得曲线就是光合色素的吸收光谱。
(2)美国科学家卡尔文用____________ 法探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。鲁宾和卡门用180标记___________ 证明了光合作用过程中氧气的来源。
(3)已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力远高于水稻。据图1分析,图2中水稻、玉米和景天科植物依次对应的曲线是___________ 。从生物进化的角度看,不同植物的CO2同化方式是______________ 的结果。
(4)图2中,在10点到16点期间,A组植物的光合速率____________ (填“>”、“=”或“<”)呼吸速率。
(1)将水稻的绿色叶片进行色素的提取与分离实验,需要加入
(2)美国科学家卡尔文用
(3)已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力远高于水稻。据图1分析,图2中水稻、玉米和景天科植物依次对应的曲线是
(4)图2中,在10点到16点期间,A组植物的光合速率
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