通过光合作用合成淀粉大约需要50多个步骤。人工合成淀粉的过程大致是先进行化学反应——利用高密度电/氢能(由低密度太阳能转化而来)将二氧化碳还原为一碳化合物,再进行生物反应——将一碳化合物聚合为三碳化合物、六碳化合物(即葡萄糖)直至长链淀粉分子。如图表示甲、乙两种植物在光合作用的最适温度下,不同光照强度时的净光合速率曲线。
回答下列问题。
(1)根据题干信息可知,高密度电/氢能的来源是_____ 。植物细胞内二氧化碳还原的场所是_____ ,在此结构内发生的反应包括_____ 。
(2)有人称光合作用是地球上最重要的化学反应,其原因是_____ 。
(3)由图可知,在光照较弱时,生长受到显著影响的是_____ (填“甲植物”或“乙植物”),原因是_____ 。若提高环境温度,甲、乙两种植物的光合速率_____ (填“下降”“上升”“不变”或“不确定”)。
回答下列问题。
(1)根据题干信息可知,高密度电/氢能的来源是
(2)有人称光合作用是地球上最重要的化学反应,其原因是
(3)由图可知,在光照较弱时,生长受到显著影响的是
更新时间:2022-12-24 20:49:41
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【推荐1】转光膜是一种通过添加转光剂来实现光转换的薄膜,它能将紫外光转换成蓝紫光及红光,促进植物对无机营养元素的吸收,增加植株的叶片面积和展开度,促进作物生长。研究人员选取长势一致的番茄幼苗进行大棚培养,大棚分别用EVA膜、C-RBI-2转光膜覆盖,C-RBI-2能将紫外光转成470nm蓝光。晴朗白天对各个大棚的番茄进行测定和观察,番茄植株叶片的净光合速率(Pn)如下图1,编码Rubisco(催化CO2固定的酶)的大亚基基因L和小亚基基因S的表达水平如下图2。请回答下列问题:
(1)叶绿体中的色素分布于__________ ,分离色素的原理是__________ 。
(2)根据题图信息分析,覆盖C-RBI-2转光膜可以__________ (填“提高”或“降低”)番茄叶片的净光合速率,原因是__________ 。
(3)研究发现,蓝光可激活保卫细胞内的系列生理过程,有利于气孔张开。推测蓝光发挥作用与保卫细胞膜上的蓝光受体接受蓝光刺激有关,为验证该推测,请你设计实验思路及检测方法:___________ 。
(1)叶绿体中的色素分布于
(2)根据题图信息分析,覆盖C-RBI-2转光膜可以
(3)研究发现,蓝光可激活保卫细胞内的系列生理过程,有利于气孔张开。推测蓝光发挥作用与保卫细胞膜上的蓝光受体接受蓝光刺激有关,为验证该推测,请你设计实验思路及检测方法:
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【推荐2】玉米叶片中的花环型结构由外层的叶肉细胞和内层的维管束鞘细胞组成。叶肉细胞能利用PEP酶固定CO2,产生的C4进入内层的维管束鞘细胞并在维管束鞘细胞中分解释放出CO2参与卡尔文循环,利用叶肉细胞产生的ATP和NADPH合成有机物。相关结构与过程如图所示(图中的PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶与CO2的亲和力)。回答下列问题:
(1)除正常叶绿体外,玉米叶片中还有一种不含基粒的叶绿体,结合上图分析,不含基粒的叶绿体最可能分布在_________ (填“叶肉”或“维管束鞘”)细胞中。
(2)图中的PEP分子含有_________ 个碳原子;PEP酶和Rubisco酶都分布在叶绿体的_________ 中。叶肉细胞的有氧呼吸过程中,丙酮酸在_________ (填场所)中产生,丙酮酸将与水一起被分解产生_________ 并释放少量能量。
(3)玉米无明显的光合午休现象(是指中午前后光合速率下降的现象),结合题意分析,原因是___________________________ 。
(1)除正常叶绿体外,玉米叶片中还有一种不含基粒的叶绿体,结合上图分析,不含基粒的叶绿体最可能分布在
(2)图中的PEP分子含有
(3)玉米无明显的光合午休现象(是指中午前后光合速率下降的现象),结合题意分析,原因是
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解题方法
【推荐3】茶树是我国南方常见的短日照植物,是一种一年内可以多轮采摘的叶用植物,茶树花的观赏价值也较高,其生长对氮元素需求较大。
(1)科学家在进行暗期间断实验时发现,长日照植物即使日照时间较短,在暗期给予短暂的光照也能促进其开花;相反,在短日照的条件下,对短日照植物在暗期施以短暂的光照可抑制其开花。由此可以推测,茶树开花的条件应是____________ (答“短日照”或“长黑夜”)。
(2)茶树开花的光周期与接受光信号的分子有关,光敏色素是其中的一种。在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会__________________ ,从而表现出生物学效应。
(3)科学施肥可以减少资源浪费和环境污染。对茶树合理施肥的同时需进行合理灌溉、及时松土,以保证氮肥的吸收,其原理是___________________________ 。
(4)增施氮肥能使光合色素及光合膜面积增加,促进光反应,同时氮元素参与合成的NADPH既可用于暗反应中能量的供应也可用做________________ 。
(1)科学家在进行暗期间断实验时发现,长日照植物即使日照时间较短,在暗期给予短暂的光照也能促进其开花;相反,在短日照的条件下,对短日照植物在暗期施以短暂的光照可抑制其开花。由此可以推测,茶树开花的条件应是
(2)茶树开花的光周期与接受光信号的分子有关,光敏色素是其中的一种。在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会
(3)科学施肥可以减少资源浪费和环境污染。对茶树合理施肥的同时需进行合理灌溉、及时松土,以保证氮肥的吸收,其原理是
(4)增施氮肥能使光合色素及光合膜面积增加,促进光反应,同时氮元素参与合成的NADPH既可用于暗反应中能量的供应也可用做
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【推荐1】改变光照强度,对甲乙两种植物的相关生理过程进行了测定,得到了下表数据(光照强度的单位为千勒克斯,CO2的吸收和释放速度的单位不作要求):
(1)当光照强度3千勒克斯时,叶片释放氧气的速度甲比乙_____ 。当光照强度为10千勒克斯时,叶绿体产生O2的速度甲比乙_____ 。
(2)上图所示装置可以测定一些生理活动强度,回答相关问题(仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物):
①若甲烧杯中为酵母菌培养液,乙烧杯中为NaOH溶液,则液滴会向_____ 移动,单位时间内移动的距离可代表酵母菌_____ 的强度。
②若甲烧杯中为小球藻培养液,乙烧杯中为CO2缓冲溶液,装置置于一定的光照强下,若液滴向右移动,单位时间内移动的距离可以代表小球藻_____ 的强度。
③若甲烧杯中为小球藻培养液,乙烧杯中为CO2缓冲溶液,装置置于黑暗中,则液滴会向_____ 移动,单位时间内移动的距离可以代表小球藻_____ 的强度。
光合作用与呼吸作用速率相等时的光照强度 | 光饱和时的光照强度 | 光饱和时植物吸收CO2的速度 | 黑暗条件下CO2释放的速度 | |
甲植物 | 1 | 3 | 18 | 10 |
乙植物 | 3 | 8 | 30 | 15 |
(1)当光照强度3千勒克斯时,叶片释放氧气的速度甲比乙
(2)上图所示装置可以测定一些生理活动强度,回答相关问题(仅考虑以葡萄糖为呼吸作用底物):
①若甲烧杯中为酵母菌培养液,乙烧杯中为NaOH溶液,则液滴会向
②若甲烧杯中为小球藻培养液,乙烧杯中为CO2缓冲溶液,装置置于一定的光照强下,若液滴向右移动,单位时间内移动的距离可以代表小球藻
③若甲烧杯中为小球藻培养液,乙烧杯中为CO2缓冲溶液,装置置于黑暗中,则液滴会向
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【推荐2】青蒜苗是广受欢迎的蔬菜。研究人员为给青蒜苗的生产和经济效益提供理论依据,探究了不同光质组合处理下青蒜苗生长及生理生化特性的变化情况,相关实验结果如表所示,其中第1组为对照组。回答下列问题:
(1)不同光质会影响青蒜苗的光合作用。该实验选择红、蓝光进行组合处理青蒜苗的原因是______ 。
(2)据表分析,不同光质对青蒜苗净光合速率的影响主要是通过影响______ (填表中指标)来实现的,依据是______ 。
(3)研究人员进一步测定了相应光质组合下Rubisco(参与CO2固定的酶)活性,结果如图所示。结合表中数据和图中信息分析,不同光质组合处理青蒜苗后,青蒜苗的净光合速率提升幅度均较高的原因是______ (答出2点)。(4)若要提高青蒜苗的产量,据表分析,最有利于青蒜苗生长的光质组合为______ 。
组别 | 不同光质组合处理 | 叶绿素相对含量 | 气孔导度(单位略) | 净光合速率(单位略) |
1 | 12h白光+12h黑暗 | 56.00 | 9.60 | 0.50 |
2 | 6h白光+6h红光+12h黑暗 | 55.75 | 12.60 | 1.84 |
3 | 6h白光+6h蓝光+12h黑暗 | 56.62 | 13.20 | 1.89 |
4 | 6h白光+6h(红光+蓝光)+12h黑暗 | 55.81 | 14.80 | 2.02 |
(1)不同光质会影响青蒜苗的光合作用。该实验选择红、蓝光进行组合处理青蒜苗的原因是
(2)据表分析,不同光质对青蒜苗净光合速率的影响主要是通过影响
(3)研究人员进一步测定了相应光质组合下Rubisco(参与CO2固定的酶)活性,结果如图所示。结合表中数据和图中信息分析,不同光质组合处理青蒜苗后,青蒜苗的净光合速率提升幅度均较高的原因是
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【推荐3】茉莉酸的调控
茉莉酸(JA)是一种植物内源合成的脂类激素,调控根的生长、气孔开放度、氮和磷的吸收以及多种植物逆境胁迫等植物生命活动。下表为植物叶绿体色素的相关数据。
(1)若给拟南芥施加同位素15N标记的氮素,一段时间后,植物体内会出现放射性的物质有____ 。(编号选填)
①淀粉 ②ATP ③ATP合酶 ④磷脂分子 ⑤光合色素
研究人员推测JA与植物干旱胁迫相关,研究结果如表
(2)上表中叶绿素含量发生变化,测定方法是____。
(3)根据上表中数据推测干旱胁迫导致净光合速率变化的原因可能是_______。
(4)茉莉酸(JA)通常与其他植物激素共同工作,通过激素介导的信号传导网络相互调控,从而使植物正常生长发育。①据图中信息可知,生长素(IAA)与JA的相互作用关系是_______ 。
A.协同 B.拮抗 C.协同与拮抗 D.既不协同也不拮抗
②为探究a浓度的生长素(IAA)与b浓度的茉莉酸(JA)在根伸长上的复合影响,应设计_____ 组实验。
茉莉酸(JA)是一种植物内源合成的脂类激素,调控根的生长、气孔开放度、氮和磷的吸收以及多种植物逆境胁迫等植物生命活动。下表为植物叶绿体色素的相关数据。
色素名称 | 化学式 | 分子量 | 色素分离结果 |
叶黄素 | C40H56O2 | 568 | |
胡萝卜素 | C40H56 | 536 | |
叶绿素a | C55H72O5N4Mg | 892 | |
叶绿素b | C55H70O6N4Mg | 906 |
(1)若给拟南芥施加同位素15N标记的氮素,一段时间后,植物体内会出现放射性的物质有
①淀粉 ②ATP ③ATP合酶 ④磷脂分子 ⑤光合色素
研究人员推测JA与植物干旱胁迫相关,研究结果如表
组别 | JA含量(mg·L-1) | 净光合速率(μmol·m-2·S-1) | 叶绿素含量(mg·g-1) | 气孔开放度(m mol·m-2·S-1) | Rubiso酶含量(mmol·g-1FW) |
CK | 0.3±0.06 | 9.7±0.26 | 30.17±0.45 | 495±10.07 | 1.83±0.32 |
干旱 | 1.1±0.07 | 4.5±0.06 | 21.13±0.73 | 376±10.51 | 0.92±0.21 |
(2)上表中叶绿素含量发生变化,测定方法是____。
A.层析法 | B.分光光度法 | C.同位素标记法 | D.PCR扩增技术 |
(3)根据上表中数据推测干旱胁迫导致净光合速率变化的原因可能是_______。
A.干旱胁迫下JA含量上升,气孔开放度下降,减少水分损失。 |
B.干旱胁迫使得叶绿素合成减少,光能利用率下降,光合速率减弱。 |
C.干旱胁迫下气孔开放度下降,氧气进入植物体受阻,呼吸作用减弱。 |
D.干旱胁迫下Rubiso酶含量下降,直接导致三碳化合物合成减少,光合速率减弱。 |
(4)茉莉酸(JA)通常与其他植物激素共同工作,通过激素介导的信号传导网络相互调控,从而使植物正常生长发育。①据图中信息可知,生长素(IAA)与JA的相互作用关系是
A.协同 B.拮抗 C.协同与拮抗 D.既不协同也不拮抗
②为探究a浓度的生长素(IAA)与b浓度的茉莉酸(JA)在根伸长上的复合影响,应设计
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【推荐1】气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,光照能促进气孔打开,下图1是短时光照和长时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机制。请回答下列问题。
(1)与叶肉细胞相比,保卫细胞固定CO2特有的场所是___ ;TCA发生的场所是___ ,保卫细胞呼吸作用产生的NADH除了用于ETC外,还可在___ 过程)被利用。
(2)短时光照促进气孔打开,其原因有:
①蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA,AHA消耗ATP将H+泵出膜外,使膜电位的绝对值___ ,AKT打开,细胞吸收K+。
②叶肉细胞和保卫细胞叶绿体向保卫细胞细胞质输送已糖,已糖经___ (过程)生成PEP,PEP经一系列酶促反应生成Mal。K+、Mal等进入液泡,使其渗透压___ ,细胞吸水,促进气孔张开。
(3)长时光照导致CO2浓度下降影响pH,使PEPC(PEPC催化PEP和CO2生成OAA)活性___ ,最终促进气孔开放。保卫细胞叶绿体合成淀粉需要ATP,产生这些ATP的场所有___ 。保卫细胞叶绿体白天贮存淀粉,一方面可为其夜间生命活动提供___ ,另一方面在夜间过后短时光照时___ 。
(4)为了研究保卫细胞叶绿体中的淀粉合成与叶肉细胞有机物输送的关系。研究人员用DCMU(光系统II抑制剂)处理拟南芥野生型WT和STP突变体stp,测定保卫细胞的淀粉粒面积,其大小变化如下图2。WT+DCMU组,在光照2小时内保卫细胞中淀粉含量快速降低,其主要原因是___ 。
(1)与叶肉细胞相比,保卫细胞固定CO2特有的场所是
(2)短时光照促进气孔打开,其原因有:
①蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA,AHA消耗ATP将H+泵出膜外,使膜电位的绝对值
②叶肉细胞和保卫细胞叶绿体向保卫细胞细胞质输送已糖,已糖经
(3)长时光照导致CO2浓度下降影响pH,使PEPC(PEPC催化PEP和CO2生成OAA)活性
(4)为了研究保卫细胞叶绿体中的淀粉合成与叶肉细胞有机物输送的关系。研究人员用DCMU(光系统II抑制剂)处理拟南芥野生型WT和STP突变体stp,测定保卫细胞的淀粉粒面积,其大小变化如下图2。WT+DCMU组,在光照2小时内保卫细胞中淀粉含量快速降低,其主要原因是
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【推荐2】研究发现,不同程度的干旱胁迫对栀子叶绿体的结构会造成影响。在与田间土壤持水量相同的情况下培养栀子植株,其叶绿体外膜结构较完整,囊状结构堆叠紧密,基粒排列整齐、规整。而在一定干旱胁迫下,其叶绿体囊状结构排列紊乱,基粒变形、弯曲、排列混乱。下图为光下栀子某生物膜的部分结构及相应反应示意图。回答下列问题:
(1)如图表示在栀子的___________ 上发生的_________ 过程:水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为_______ 中的化学能。
(2)为研究叶绿体的完整性与光合作用的关系,研究人员用物理、化学方法制备了结构完整性不同的叶绿体。A组:双层膜结构完整;B组:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂;C组:双层膜瓦解,类囊体松散略有损伤;D组:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段。将以上四组叶绿体放在相同强度光照下进行实验,测定其相对放氧量,发现B、C、D组放氧量均大于A组,请结合生物学结构与功能观推测其原因是________ 。
(3)为进一步研究干旱胁迫下栀子光合作用能力降低的原因,你还能提出哪些研究课题:________ 。
(1)如图表示在栀子的
(2)为研究叶绿体的完整性与光合作用的关系,研究人员用物理、化学方法制备了结构完整性不同的叶绿体。A组:双层膜结构完整;B组:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂;C组:双层膜瓦解,类囊体松散略有损伤;D组:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段。将以上四组叶绿体放在相同强度光照下进行实验,测定其相对放氧量,发现B、C、D组放氧量均大于A组,请结合生物学结构与功能观推测其原因是
(3)为进一步研究干旱胁迫下栀子光合作用能力降低的原因,你还能提出哪些研究课题:
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【推荐3】某同学开展了一项有关光合作用所需条件的探究实验。在适宜光照等条件下,将某植株(已在黑暗条件下放置24小时)4片长势相似的叶片进行如图所示的处理。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是___________ 。
(2)如果将③号锥形瓶去掉,叶片暴露在空气中,其叶肉细胞内C3物质含量的变化是____________ ,理由是____________ 。
(3)一段时间后,④号锥形瓶中的叶片用碘液处理后呈蓝色,推测可能的原因是___________ 。
(4)请指出该实验一处不严谨的设计是____________ 。
(1)该实验的自变量是
(2)如果将③号锥形瓶去掉,叶片暴露在空气中,其叶肉细胞内C3物质含量的变化是
(3)一段时间后,④号锥形瓶中的叶片用碘液处理后呈蓝色,推测可能的原因是
(4)请指出该实验一处不严谨的设计是
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