经过200多年的研究,科研人员对光合作用过程和相关机理已经非常清晰。近年来,得益于科学技术的进步,人工光合作用发展迅速,重要研究成果不断涌现。人工光合作用模仿植物的光合作用,实现了对太阳能的转化、存储和利用,被认为是应对全球能源挑战的重要途径。回答下列问题:
(1)绿色植物的叶绿体是发生光反应和暗反应的重要场所。光反应将光能转化为化学能,产生了两种重要的能量载体,即______________ 。而暗反应则利用这两种高能分子直接驱动______________ (填“CO2的固定”或“C3的还原”)进而合成有机物。
(2)近日,科学家利用微流体体系模拟植物的叶绿体,在细胞尺寸的“油包水液滴”中实现了CO2的固定和光合成反应(如图所示)。
①将菠菜的类囊体薄膜、多种基酶以及足量的物质Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ等用“油”包裹起来,得到“油包水液滴”。“油”、物质Ⅰ分别是_______________ 和______________ 。
②对“油包水液滴”采取光暗交替处理,发现NADPH的含量在光期上升,暗期下降,随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快,NADPH含量的增加量在减少。NADPH含量的增加量随光暗交替次数增加而减少的原因是__________________________________________ 。
③通入充足的CO2并进行光暗交替处理后,从“油包水液滴”内检测到有乙醇酸(一种有机酸)的生成,说明“油包水液滴”内的人工____________________ 反应系统构建成功。推测光暗交替处理过程中ATP量的变化:________________________________________ 。
(1)绿色植物的叶绿体是发生光反应和暗反应的重要场所。光反应将光能转化为化学能,产生了两种重要的能量载体,即
(2)近日,科学家利用微流体体系模拟植物的叶绿体,在细胞尺寸的“油包水液滴”中实现了CO2的固定和光合成反应(如图所示)。
①将菠菜的类囊体薄膜、多种基酶以及足量的物质Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ等用“油”包裹起来,得到“油包水液滴”。“油”、物质Ⅰ分别是
②对“油包水液滴”采取光暗交替处理,发现NADPH的含量在光期上升,暗期下降,随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快,NADPH含量的增加量在减少。NADPH含量的增加量随光暗交替次数增加而减少的原因是
③通入充足的CO2并进行光暗交替处理后,从“油包水液滴”内检测到有乙醇酸(一种有机酸)的生成,说明“油包水液滴”内的人工
21-22高三上·山东·阶段练习 查看更多[3]
更新时间:2021-12-17 22:19:25
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名校
【推荐1】研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如图1。检测该区域荧光强度随时间的变化绘制得到荧光漂白恢复曲线,如图2。请回答问题:
(1)细胞膜主要成分是____________ ,实验中通常对膜上的____________ 进行荧光标记。
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:①被漂白物质的荧光会自行恢复;②____________________________________ 。
(3)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有____________ 作用,该结果支持推测_______ (填“①”或“②”)。
(4)此项研究说明________________________ 。
(1)细胞膜主要成分是
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复,推测其可能的原因有:①被漂白物质的荧光会自行恢复;②
(3)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”拆解漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有
(4)此项研究说明
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(0.4)
名校
【推荐2】有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物,曾被认为是细胞膜碎片。近年来,我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS),如图1.请回答问题:
(1)若PLS是细胞膜碎片,则其主要成分应包括_____ 和蛋白质。
(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能,结果如图2,发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符,理由是:该结构中的蛋白质_____ 。
(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记,追踪在细胞迁移过程中PLS的变化,进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞,实验结果如图3,推测PLS的形成与细胞迁移有关,依据是_____ 。
②细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强,推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到_____ 中。
③迁移细胞在某处产生PLS,后续细胞经过此处时,若观察到荧光标记出现在后续细胞中,则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在_____ (细胞器)中被分解。
(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS,后续细胞摄取PLS后,可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析,PLS的形成可能与细胞间的_____ 有关。
(1)若PLS是细胞膜碎片,则其主要成分应包括
(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能,结果如图2,发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符,理由是:该结构中的蛋白质
(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记,追踪在细胞迁移过程中PLS的变化,进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞,实验结果如图3,推测PLS的形成与细胞迁移有关,依据是
②细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强,推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到
③迁移细胞在某处产生PLS,后续细胞经过此处时,若观察到荧光标记出现在后续细胞中,则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在
(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS,后续细胞摄取PLS后,可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析,PLS的形成可能与细胞间的
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【推荐3】根据细胞结构模式图回答问题:
(1)此图为___________ 细胞亚显微结构示意图,因该细胞具有结构:_________ (请由小到大填编号);主要由于[ ]_________ 的存在,使该细胞属于真核细胞。
(2)图[1]脂质单分子层的面积是细胞表面积的两倍,这说明了___________________________ 。
(3)图中[14]指的是_________________________ ,其所含溶液称为________________ 。
(4)图中[4]的作用______________________ 。
(5)进行有氧呼吸的主要场所是[ ]____________ ,该生理功能消耗的主要能源物质是____________ 。
(6)图中具有单层膜的细胞器有___________________ (只填编号,请由小到大填编号)。
(1)此图为
(2)图[1]脂质单分子层的面积是细胞表面积的两倍,这说明了
(3)图中[14]指的是
(4)图中[4]的作用
(5)进行有氧呼吸的主要场所是[ ]
(6)图中具有单层膜的细胞器有
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名校
【推荐1】甲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。乙图是在一定C02浓度和温度条件下,测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率。据此分析回答下列问题:
(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____________ 。图甲中表示ADP+Pi的是_________ (填写图中标号)。
(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。
(3)有氧呼吸的第二阶段是_________ 彻底分解成二氧化碳,并释放出少量能量,该阶段是在_______ 中进行的。
(4)F点限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是________________________ ,D点时,甲植物固定C02的速率____________ (填“=”、“>”或“<”)乙植物。让一植物积累有机物,另—植物消耗有机物的光照强度是________________________ 。
(1)光合作用光反应阶段发生在
(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
(3)有氧呼吸的第二阶段是
(4)F点限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是
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(0.4)
名校
【推荐2】为了更好地指导蔷薇栽培中的水分管理,科研人员研究土壤逐步失水过程中蔷薇光合作用特性的变化,得到图1、2所示结果(其中羧化酶是CO2固定关键酶)。请据图回答问题。
(1)图1显示,土壤含水量过低时蔷薇净光合速率明显较低,这是因为植株缺水导致叶片中气孔部分关闭,在_____ (场所)中合成C3的速率减慢:同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应为C3还原提供的_____ 减少。
(2)结合图2分析,当土壤含水量过高时,蔷薇植株净光合速率下降的原因是_____ 。
(3)由图1可知,涝害比干旱对蔷薇的伤害_____ ,因此,蔷薇栽培的土壤应具有_____ 的特点,水分管理中要“宁干勿湿”。
(4)土壤中含水量过高会导致蔷薇的净光合速率降低,为探究其净光合速率降低与叶片色素含量的关系,有人进行了相关实验,请完成下表。
本研究中对照组土壤含水量应为_____ 。实验结论是_____ 。
(1)图1显示,土壤含水量过低时蔷薇净光合速率明显较低,这是因为植株缺水导致叶片中气孔部分关闭,在
(2)结合图2分析,当土壤含水量过高时,蔷薇植株净光合速率下降的原因是
(3)由图1可知,涝害比干旱对蔷薇的伤害
(4)土壤中含水量过高会导致蔷薇的净光合速率降低,为探究其净光合速率降低与叶片色素含量的关系,有人进行了相关实验,请完成下表。
实验步骤 | 简要操作过程 |
种植蔷薇幼苗 | 健壮、长势基本一致的蔷薇幼苗,分别种植在含水量为70%和90%的土壤中:在光照、温度等适宜条件下培养 |
采集叶片样本 | 在栽培的第5、10和15天,① |
② | 取采集的叶片各20g,剪碎后添加合适试剂进行研磨:各组装置放在4℃,弱光等环境中,目的是③ |
测定色素含量 | 将每组色素提取液利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均,结果如图3.(吸光值表示色素吸收光的能力) |
本研究中对照组土壤含水量应为
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解题方法
【推荐3】下图1表示绿色植物光合作用光反应过程中质子(H+)和电子()的传递情况,实线代表H+传递,虚线代表传递,PQ既可传递,又可传递H+。请回答问题:
(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能,失去的叶绿素分子,能够从水分子中夺取,使水分解为氧和H+;经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素b6f→PC→光系统Ⅰ等最终传递给NADP+,合成NADPH;伴随着的传递,H+通过______ 方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累,形成一定的H+梯度,驱动ATP合成,最终实现光能转换为______ 中的化学能。
(2)当植物处于NADP+缺乏状态时将启动循环电子转运,该状态下叶绿体中______ (填“能”或“不能”)合成ATP。
(3)PSⅡ(光系统Ⅱ)是一种光合色素和蛋白质的复合体,D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光(HH)条件下,过剩的光能会损伤D1蛋白,进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光(HH)对小麦光合作用的影响,研究人员对小麦进行不同条件处理,实验结果如图2所示。
据图可知,HH条件下,过剩光能产生的原因不是气孔因素,理由是______ ;而是由于______ ,使C3的合成速率下降,导致光反应产物积累,进而使光能转化效率降低而造成光能过剩,对植物造成危害。
(4)研究发现,D1蛋白周转(D1蛋白更新合成)和叶黄素循环(几种叶黄素在不同条件下的转化)是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用小麦植株进行了四组处理:A组在适宜温度和光照强度下培养,B组用H2O处理,C组用叶黄素循环抑制剂(DTT)处理,D组用D1蛋白周转抑制剂(SM)处理,其中B、C、D三组均置于HH条件下培养,结果如图3所示。据图分析,在HH条件下,D1蛋白周转比叶黄素循环对小麦植株的保护作用______ (选填“强”或“弱”),理由是______ 。
(5)研究发现D1蛋白是由叶绿体psbA基因编码,干旱胁迫对D1蛋白也有明显的损伤,外源5-ALA如何缓解干旱胁迫呢?某研究小组拟进行下列实验。实验材料、用具:生长状况相同的小麦若干,PEG,5-ALA、相关测定设备等。请完成下表:
(6)图4和图5是研究小组记录的相关数据。据图分析,外施5-ALA______ ,从而缓解了干旱对小麦造成的伤害。
(1)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能,失去的叶绿素分子,能够从水分子中夺取,使水分解为氧和H+;经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素b6f→PC→光系统Ⅰ等最终传递给NADP+,合成NADPH;伴随着的传递,H+通过
(2)当植物处于NADP+缺乏状态时将启动循环电子转运,该状态下叶绿体中
(3)PSⅡ(光系统Ⅱ)是一种光合色素和蛋白质的复合体,D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光(HH)条件下,过剩的光能会损伤D1蛋白,进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光(HH)对小麦光合作用的影响,研究人员对小麦进行不同条件处理,实验结果如图2所示。
据图可知,HH条件下,过剩光能产生的原因不是气孔因素,理由是
(4)研究发现,D1蛋白周转(D1蛋白更新合成)和叶黄素循环(几种叶黄素在不同条件下的转化)是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用小麦植株进行了四组处理:A组在适宜温度和光照强度下培养,B组用H2O处理,C组用叶黄素循环抑制剂(DTT)处理,D组用D1蛋白周转抑制剂(SM)处理,其中B、C、D三组均置于HH条件下培养,结果如图3所示。据图分析,在HH条件下,D1蛋白周转比叶黄素循环对小麦植株的保护作用
(5)研究发现D1蛋白是由叶绿体psbA基因编码,干旱胁迫对D1蛋白也有明显的损伤,外源5-ALA如何缓解干旱胁迫呢?某研究小组拟进行下列实验。实验材料、用具:生长状况相同的小麦若干,PEG,5-ALA、相关测定设备等。请完成下表:
实验步骤的目的 | 简要操作过程 |
① | 预实验:配制一系列浓度梯度的5-ALA溶液,处理生长状况相同的小麦 |
控制变量开展实验喷施PEG模拟② | 正式实验:随机将小麦均分为4组,甲组为对照组、乙组喷施5-ALA溶液,丙组喷施PEG,丁组喷施PEG+5-ALA溶液 |
③分析 | 适宜条件培养一定时间,测定不同处理组别中小麦幼苗psbA基因的相对表达量和净光合速率(Pn) |
(6)图4和图5是研究小组记录的相关数据。据图分析,外施5-ALA
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(0.4)
解题方法
【推荐1】为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响,研究者做了以下相关实验:将长势相同的该植物幼苗分成若干组,分别置于如图所示的7组不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1h,再光照1h,测其干重变化,得到如图所示的结果。请分析回答下列问题:
(1)该植物在进行光合作用时,细胞中产生ATP的场所有________ 。若突然降低光照强度,C5的含量将会在短时间内________ (填“增加”或“减少”)。
(2)分析实验结果可知,28℃下该植物的净光合速率________ (填“大于”“等于”或“小于”)30℃下该植物的净光合速率。
(3)32℃时,光合速率是呼吸速率的________ 倍。
(4)该植物在________ ℃时开始停止光合作用,做出此推测的原因是________ 。
(1)该植物在进行光合作用时,细胞中产生ATP的场所有
(2)分析实验结果可知,28℃下该植物的净光合速率
(3)32℃时,光合速率是呼吸速率的
(4)该植物在
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(0.4)
【推荐2】如图表示某绿色植物叶肉细胞内部分结构及发生的生理过程。请回答下列问题:
(1)图中的光系统I、光系统II分布在_____ 上,图中的化学反应是_____ (填“吸能”或“放能”)反应。若突然停止光照,NADPH的含量将_____ 。
(2)卡尔文循环中发生的物质变化是_____ 。
(3)温室效应导致全球气候变化日益加剧,环境胁迫对作物生长、发育和产量形成的不利影响日益显著。研究表明,玉米幼苗对干旱胁迫、冷害胁迫较敏感,在干旱、冷害的环境下生长都会受到抑制。请设计实验验证上述观点。
实验思路:_____ 。
实验结果预测:_____ 。
(1)图中的光系统I、光系统II分布在
(2)卡尔文循环中发生的物质变化是
(3)温室效应导致全球气候变化日益加剧,环境胁迫对作物生长、发育和产量形成的不利影响日益显著。研究表明,玉米幼苗对干旱胁迫、冷害胁迫较敏感,在干旱、冷害的环境下生长都会受到抑制。请设计实验验证上述观点。
实验思路:
实验结果预测:
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(0.4)
【推荐3】图1是甲、乙两种植物在不同光照强度下的光合速率的曲线;图2表示将甲植物放在CO2浓度不同的环境条件下,光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答下列问题:
(1)图1的a点表示_____________ ,在c点时,叶绿体中ATP的移动方向是_____________ 。
(2)在有氧条件下,生长中的植物细胞内的葡萄糖先在_________ (填细胞结构)中脱氢,生成_____ 。
(3)图1中,如果甲、乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的是________ ,在晴转阴瞬间,叶肉细胞中C5相对量的变化趋势是________ 。光照强度为10千勒克斯时,甲、乙植物的实际光合作用速率差值为_____________ mgCO2/(100cm2·h)。
(1)图1的a点表示
(2)在有氧条件下,生长中的植物细胞内的葡萄糖先在
(3)图1中,如果甲、乙两种植物较长时间处在连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的是
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(0.4)
【推荐1】黄瓜是日光温室中栽培最普遍的蔬菜。为提高黄瓜产量,科研人员研究了春季和冬季日变化对温室栽培黄瓜叶片光合速率的影响(如图),同时对两个黄瓜品种的光合产物输出率进行了研究,实验中使用14C标记的CO2对黄瓜叶片饲喂48小时后,经测定环境中相应气体的变化量并计算得到相关数值(如表)。
(1)图中测定的黄瓜叶片光合速率的含义是__________________________ ,冬季日光温室黄瓜叶片光合速率明显低于春季,其主要原因是_________________________ 。由表中结果可进一步推断,冬季日光温室黄瓜叶片光合速率低的原因还可能是在冬季栽培条件下其光合产物输出率低,___________________________ 。
(2)在光合产物输出率实验中采用的研究方法是___________ 。由表可知,冬季影响黄瓜产量的原因除与(1)中涉及因素有关外,还与________________ 有关。表中适合冬季栽培的品种为________ ,原因是在冬季栽培条件下其光合产物输出率_______ ,而且向______ 中的分配比例高,形成了适于冬季栽培的株形,有利于光合作用中________ 过程。
(1)图中测定的黄瓜叶片光合速率的含义是
(2)在光合产物输出率实验中采用的研究方法是
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(0.4)
【推荐2】图1表示水仙花叶片光合速率随光照强度变化的曲线,图2表示在不同温度下C02浓度对水仙花叶片净光合速率的影响。请回答下列问题:
(1)图1中,光照强度超过Ⅳ后叶片的光合速率不再增加,此时限制水仙花光合速率的主要环境因素是__________ 。若图示是最适温度下的曲线,现将温度提高5℃(不考虑对呼吸作用的影响),则Ⅱ点将向_________ (填“左”或“右”)移动。图中Ⅲ点对应光照强度下,叶肉细胞中O2的移动方向是_________ 。
(2)图2中,增加C02浓度后,一定范围内25℃比18℃条件下净光合速率提高效果更明显,其原因是_____________ 。当C02浓度在200μ/mol•mol—1以下时,30℃条件下植物净光合速率却低于25℃和18℃,原因可能是_________________ 。
(1)图1中,光照强度超过Ⅳ后叶片的光合速率不再增加,此时限制水仙花光合速率的主要环境因素是
(2)图2中,增加C02浓度后,一定范围内25℃比18℃条件下净光合速率提高效果更明显,其原因是
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(0.4)
名校
【推荐3】图1是某植物叶肉细胞的结构模式图,图2表示在不同光照强度下该植物的氧气释放速度。请据图回答:
(1)光合作用产生氧气的场所是图l中的___ (填序号),氧气来自______ (物质)的分解;呼吸作用利用氧气的结构是图中____ (填序号)。
(2)图2中,a点光照强度下,该植物叶肉细胞中发生的生理过程有____ ,c点光照强度下,该植物叶肉细胞中发生的生理过程有____ 。
A.只有光合作用 B. 只有呼吸作用 C.光合作用和呼吸作用
(3)图2中,在b点光照强度时,该植物的光合速率____ 呼吸速率(填“大于”、“等于”或“小于”),此时叶肉细胞产生ATP的场所是图1中的____ (填序号)。
(1)光合作用产生氧气的场所是图l中的
(2)图2中,a点光照强度下,该植物叶肉细胞中发生的生理过程有
A.只有光合作用 B. 只有呼吸作用 C.光合作用和呼吸作用
(3)图2中,在b点光照强度时,该植物的光合速率
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