水稻是世界上最主要的粮食作物,科学家发现水稻基因pls1突变株比野生型水稻(WT)更适应高温干旱环境。图1是水稻光合作用部分过程。(其中A~G表示物质,①表示反应过程。)
(1)图1中过程①的反应场所是_______________ ,直接影响该反应的外界因素为_______________ 。
(2)据图1推测,图中G的功能是________________ 。
高温干旱的条件下植物容易因失水过多代谢缓慢。图2为某高温干旱地区一天中部分时段的光照强度变化和相对湿度变化,图3是pls1突变株和野生型(WT)水稻在图2条件下的叶卷曲度变化。
(3)据图2和图3分析,与7:30比较,可推测两种水稻在午间11:30时( )
检测pls1突变株水稻和野生型水稻叶片在中午11:30时的各项指标如表所示:
(4)根据表及图2、3信息,结合光合作用的过程说明pls1突变株比野生型水稻更适合在高温干旱地区种植的原因。___________________ 。
(1)图1中过程①的反应场所是
(2)据图1推测,图中G的功能是
高温干旱的条件下植物容易因失水过多代谢缓慢。图2为某高温干旱地区一天中部分时段的光照强度变化和相对湿度变化,图3是pls1突变株和野生型(WT)水稻在图2条件下的叶卷曲度变化。
(3)据图2和图3分析,与7:30比较,可推测两种水稻在午间11:30时( )
A.pls1突变株随着光照强度增强光合速率上升 |
B.叶卷曲度提高直接影响了pls1突变株的光反应 |
C.野生型水稻随着光照强度的增强光合速率上升 |
D.野生型水稻叶卷曲度低不一定有利于光合作用 |
检测pls1突变株水稻和野生型水稻叶片在中午11:30时的各项指标如表所示:
品种 | 细胞壁果胶含量(g/kg) | 细胞含水量(%) | 气孔相对开放度(%) | CO2吸收速率(mg/cm2) |
pls1突变株水稻 | 15.33 | 65 | 71 | 3.82 |
野生型水稻 | 9.15 | 51 | 32 | 2.63 |
更新时间:2022-04-20 18:39:00
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【推荐1】将5mL小球藻浓缩液置于密闭玻璃容器中,注入适量清水,在温度适宜的暗室中进行实验,用仪器记录该容器内氧气量的变化,从第5min起给予光照,实验结果如图所示,据图分析回答下列问题:
(1)在0〜5min之间氧气量减少的原因是________________ 。
(2)在5〜15min之间,氧气量增加的速率____________ ,这是因为____________ 。
(3)如果小球藻的呼吸速率不变,在5〜15min之间,小球藻的光合作用速率(用氧气产生量表示)是____________ 摩尔/分钟。
(4)溴甲酚紫能在植物生理活动的酸碱范围内灵敏地变色,pH>6.7时呈紫色,pH<6.7时呈黄色。在上述实验的容器中滴入适量溴甲酚紫指示剂,实验的第5min溶液最可能呈____________ ,第15min时溶液最可能呈____________ 。
(1)在0〜5min之间氧气量减少的原因是
(2)在5〜15min之间,氧气量增加的速率
(3)如果小球藻的呼吸速率不变,在5〜15min之间,小球藻的光合作用速率(用氧气产生量表示)是
(4)溴甲酚紫能在植物生理活动的酸碱范围内灵敏地变色,pH>6.7时呈紫色,pH<6.7时呈黄色。在上述实验的容器中滴入适量溴甲酚紫指示剂,实验的第5min溶液最可能呈
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【推荐2】高温干旱是水稻高产、优质的制约因素之一。PSⅡ是叶绿体的光反应系统,主要由D蛋白、光合色素等物质组成,可裂解水并进行电子传递。为探究持续高温对水稻光合作用的影响,研究小组以J935 和J535两个处于灌浆期的水稻品种为材料,分别进行平均日温为26 ℃处理(NT)、平均日温为33℃处理(HT),处理周期为整个灌浆期,结果发现HT组总叶绿素含量降低。回答下列问题:
(1)PSⅡ上的光合色素吸收光能后,裂解水生成____ ,并产生2个电子,电子经传递后,可用于____ 结合形成 NADPH,NADPH在暗反应中的作用有____ 。
(2)检测叶片中的叶绿素含量,需要先提取和分离色素,提取和分离色素常用的试剂分别为____ ;据题分析,高温处理后灌浆期水稻光合速率降低的原因是____ 。
(3)高温处理20天后,检测叶绿体中的 D 蛋白基因表达情况,结果如下图所示:注:Actin 基因的表达稳定,可作为其他基因表达情况的参照。
①据图分析,高温对光合作用的损伤机制为:____ 。②除检测D蛋白基因的表达量,还可利用抗原—抗体杂交法检测D 蛋白在叶绿体的分布情况,以进一步研究高温对光合作用的损伤机制。具体做法是用____ 标记抗体探针,用一定方法处理后使其进入细胞检测D蛋白。
(1)PSⅡ上的光合色素吸收光能后,裂解水生成
(2)检测叶片中的叶绿素含量,需要先提取和分离色素,提取和分离色素常用的试剂分别为
(3)高温处理20天后,检测叶绿体中的 D 蛋白基因表达情况,结果如下图所示:注:Actin 基因的表达稳定,可作为其他基因表达情况的参照。
①据图分析,高温对光合作用的损伤机制为:
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【推荐3】在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见图1)。光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。回答下列问题:
(1)光合作用光反应阶段,叶绿素主要吸收___________ 光,叶绿体中色素具有的功能是__________________ 。
(2)图1四个物种中,最耐阴的物种是_____ ,判断的理由是________________ 。
(3)当光照强度大于1450μmol·m-2·s-1时,限制马尾松幼苗光合速率的主要环境因素是___________ 。光照强度小于68μmol·m-2·s-1时,苦槠幼苗叶肉细胞中的线粒体产生的二氧化碳去路是________ 。
(4)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响:将长势一致的苦槠幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组,只给予成熟叶14CO2,检测成熟叶14CO2光合产物滞留量;一段时间后,检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况(如图2)。
①由图2可知,干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量_____ ,判断依据是__________ 。②与干旱处理时相比,干旱后恢复供水,生长更显著的是___________ (填“细根”或“幼叶和茎尖”),判断依据是_______ 。
③大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”,“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。其原因_____ 。
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【推荐1】如图表示在适宜温度和一定浓度条件下,光照强度对甲、乙两种绿色植物净光合速率的影响曲线。请回答下列问题:
(1)在绿色植物细胞中,吸收光能的色素分布在叶绿体的____________ 。若甲植物吸收光能的色素被破坏,会使叶绿体中光反应产生的___________ 减少,进而影响暗反应中C3的还原,此时图中A点将向___________ (填“左”或“右”)移动。
(2)植物光合作用在遇到一定限制因素时,其速率将受到影响。对于甲植物来说,图中限制Ⅰ和限制Ⅱ分别代表的主要外界因素最可能是__________ 和___________ 。此时叶肉细胞中产生ATP的细胞结构是_________________________________ 。
(3)科研人员将绿色的甲植物放在温度适宜的密闭容器内,在不同的光照条件下,测定该容器内氧气量的变化如下图所示。分析回答:
B点时,叶片的光合作用速率_________ (填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率。如果叶片的呼吸速率始终不变,则在5〜15min内,小麦叶片光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是__________________ mol/min。
(1)在绿色植物细胞中,吸收光能的色素分布在叶绿体的
(2)植物光合作用在遇到一定限制因素时,其速率将受到影响。对于甲植物来说,图中限制Ⅰ和限制Ⅱ分别代表的主要外界因素最可能是
(3)科研人员将绿色的甲植物放在温度适宜的密闭容器内,在不同的光照条件下,测定该容器内氧气量的变化如下图所示。分析回答:
B点时,叶片的光合作用速率
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【推荐2】下表为土壤含水量对某种果树叶片光合作用影响的实验数据。请回答下列问题:
注:土壤能保持水分量多时,土壤含水量为100%,气孔导度是气孔开放程度的指标,气孔导度越大,气孔开得越大
(1)当土壤含水量由75%降至47%时,叶片光合速率下降的主要原因是水分供应减少,导致气孔导度下降,3-磷酸甘油酸的生成速率___________ ,进而因_____________ 的积累导致光反应速率减小。
(2)当土壤含水量由47%降至33%时,叶片光合速率和气孔导度都大幅度减小,而细胞间CO2浓度反而上升。原因可能是严重缺水致光合膜受损;也可能是严重缺水致光合产物输出减慢。如果光合膜受损,则叶绿素含量的变化是__________ ;如果光合产物输出减慢,则三碳糖合成为____________ 而积累在叶绿体中。
(3)一段时间后对A、B两组进行叶面喷水处理,发现只有B组气孔导度能增加,这说明A组________ 。B组气孔导度能增加,使碳反应中的核酮糖二磷酸的含量将______________ 。
(4)一段时间后提高C、D两组的土壤含水量至60%,发现C组光合速率增大,D组光合速率无变化,说明D组叶绿体因严重缺水导致___________________ 受损。
组别 | 土壤含水量 | 光合效率(μmolCO2•m-3•s-2) | 气孔导度(mmol•m-2•s-2) | 细胞间CO2浓度(μmol•mol-2) |
A | 75% | 15.4 | 438.7 | 296.2 |
B | 61% | 13.8 | 349.3 | 271.5 |
C | 47% | 10.2 | 243.6 | 262.1 |
D | 33% | 4.4 | 115.9 | 308.2 |
注:土壤能保持水分量多时,土壤含水量为100%,气孔导度是气孔开放程度的指标,气孔导度越大,气孔开得越大
(1)当土壤含水量由75%降至47%时,叶片光合速率下降的主要原因是水分供应减少,导致气孔导度下降,3-磷酸甘油酸的生成速率
(2)当土壤含水量由47%降至33%时,叶片光合速率和气孔导度都大幅度减小,而细胞间CO2浓度反而上升。原因可能是严重缺水致光合膜受损;也可能是严重缺水致光合产物输出减慢。如果光合膜受损,则叶绿素含量的变化是
(3)一段时间后对A、B两组进行叶面喷水处理,发现只有B组气孔导度能增加,这说明A组
(4)一段时间后提高C、D两组的土壤含水量至60%,发现C组光合速率增大,D组光合速率无变化,说明D组叶绿体因严重缺水导致
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【推荐3】植物的一生经常遭受各种逆境胁迫,如低温、干旱等,且多重联合胁迫对作物产生的不利影响更加显著。但在长期进化的过程中,植物对胁迫也具有了一定的应激反应。研究者设计了如图1所示的实验,以研究不同胁迫条件(单一干旱、单一冷害、二者联合胁迫)对苗期玉米代谢活动的影响,部分结果如图2所示。请分析回答下列问题:
(1)图1实验中,首先设置“25天最适条件”培养的目的是保证各组玉米在胁迫干预前__________ ,排除玉米本身对实验结果的影响。
(2)干旱胁迫下,玉米的生命活动可能会发生的变化有_________
①部分细胞出现质壁分离②无机盐的运输效率升高
③氧气的释放量减少④细胞无法调节代谢活动
(3)结合图2分析,___________________ 胁迫条件下植物的净光合速率下降幅度最大,但恢复48小时后,__________ 胁迫条件下植物的净光合速率有较明显恢复。该项研究初步显示:适度干旱能够缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。
(4)研究者观察了上述各组玉米叶片的叶绿体结构,发现单一冷害胁迫(C)下的叶绿体基粒发生了不可逆破坏,并且淀粉粒大量积累在叶绿体中。由此可推测,冷害胁迫导致玉米苗期净光合速率大幅度降低的原因可能是__________ 和_________ 。
(5)已知脱落酸(ABA)能促进保卫细胞膜上K+通道的开放,导致保卫细胞收缩,气孔关闭。为进一步探究干旱缓解冷害胁迫对玉米光合及生长造成损伤的原因,研究者分别测量了不同处理条件下玉米植株体内ABA的含量变化,如图3所示。
请从脱落酸(ABA)含量和气孔导度的角度分析植物应对干旱胁迫的机理:__________ ,而这种变化在植物受到联合胁迫(D&C)时表现得__________ 。
(1)图1实验中,首先设置“25天最适条件”培养的目的是保证各组玉米在胁迫干预前
(2)干旱胁迫下,玉米的生命活动可能会发生的变化有
①部分细胞出现质壁分离②无机盐的运输效率升高
③氧气的释放量减少④细胞无法调节代谢活动
(3)结合图2分析,
(4)研究者观察了上述各组玉米叶片的叶绿体结构,发现单一冷害胁迫(C)下的叶绿体基粒发生了不可逆破坏,并且淀粉粒大量积累在叶绿体中。由此可推测,冷害胁迫导致玉米苗期净光合速率大幅度降低的原因可能是
(5)已知脱落酸(ABA)能促进保卫细胞膜上K+通道的开放,导致保卫细胞收缩,气孔关闭。为进一步探究干旱缓解冷害胁迫对玉米光合及生长造成损伤的原因,研究者分别测量了不同处理条件下玉米植株体内ABA的含量变化,如图3所示。
请从脱落酸(ABA)含量和气孔导度的角度分析植物应对干旱胁迫的机理:
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