在无土栽培生产实践中,氧不足已成为困扰无土栽培技术大规模应用于生产的限制因子,科研人员拟从优化无土栽培营养液配方入手进行改进。钾是植物光合作用必需的矿质元素,他们以南瓜植株为实验材料,采用营养液水培法进行了实验研究,结果如下表所示。请回答下列相关问题:
(1)据以上实验结果,可以得出低氧胁迫导致南瓜植株净光合速率降低的主要原因是____________ 。比较各组实验结果,可采取____________ 措施来缓解低氧胁迫造成的影响。
(2)以上实验结果还能说明,在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡,需要的光照强度____________ (填“较高”或“较低”),理由是____________ 。
(3)研究表明,钾离子还能促进叶肉细胞中光合产物的运出,说明光合产物积累也是低氧缺钾组净光合速率降低的原因之一。某兴趣小组同学查阅文献得知蔗糖是光合作用的主要末端产物,而基因M能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。请以南瓜植株为实验材料设计实验,证明光合产物积累会导致植物净光合速率下降。(简要写出实验思路及预期结果)________________________ 。
处理 | 净光合速率[μmol/(m²·s)] | 光补偿点[μmol/(m²·s)] | 气孔导度[mol/(m²·s)] | 胞间CO₂浓度(μmol/mol) |
通气对照 | 19.58 | 20.9 | 0.34 | 266 |
低氧胁迫 | 13.17 | 25.3 | 0.29 | 248 |
低氧缺钾 | 8.96 | 28.7 | 0.24 | 226 |
低氧高钾 | 19.06 | 22.5 | 0.37 | 270 |
(2)以上实验结果还能说明,在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡,需要的光照强度
(3)研究表明,钾离子还能促进叶肉细胞中光合产物的运出,说明光合产物积累也是低氧缺钾组净光合速率降低的原因之一。某兴趣小组同学查阅文献得知蔗糖是光合作用的主要末端产物,而基因M能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。请以南瓜植株为实验材料设计实验,证明光合产物积累会导致植物净光合速率下降。(简要写出实验思路及预期结果)
更新时间:2023-06-06 15:59:21
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【推荐1】2021年5月22日13时07分,“杂交水稻之父”、“共和国勋章”获得者、中国工程院院士袁隆平逝世,举国哀悼。袁老的水稻理论帮助中国水稻产量从平均亩产300公斤提高到800公斤,让14亿人免受饥饿。下表是科研人员测得杂交水稻在不同温度下吸收或释放CO2的速率(单位: mg/h) 随光照强度变化的部分数据。回答下列问题:
注意: (表中“+”表示吸收,“-” 表示释放)
(1)本实验的自变量是_____ , 分析表中数据可知,最适合水稻生长的条件组合是_____ 。
(2)光照条件下,测得的CO2吸收量可以代表_____ (填“净”或“真正”)光合速率,原因是_____ 。在光照强度800Lx、温度35°C时水稻每小时固定CO2的量为_____ mg。
(3)在相同温度下,光照强度1000Lx时的CO2吸收速率明显大于光照强度600Lx时,其原因是_____ 。
(4)在相同光照强度下,F组水稻光合作用速率明显小于D组水稻的光合速率,有同学推测原因可能是: 一是温度升高,与光合作用相关酶的活性降低:二是高温破坏了叶绿素分子,使叶绿素含量降低。为了探究是否存在原因二,请利用上述光照强度1000Lx 时的D、F两组水稻为材料设计实验,简要写出实验设计思路:_____ 。
组别 | 温度 | 光照强度 | ||||
0Lx | 600 Lx | 800 Lx | 1000 Lx | 1200 Lx | ||
A | 20℃ | -6 | +4 | +9 | +14 | +10 |
B | 25℃ | -10 | +6 | +12 | +23 | +18 |
C | 30℃ | -15 | +11 | +24 | +30 | +26 |
D | 35℃ | -32 | +17 | +21 | +28 | +24 |
E | 40℃ | -29 | +10 | +16 | +25 | +19 |
F | 45℃ | -25 | -3 | 0 | +10 | +5 |
注意: (表中“+”表示吸收,“-” 表示释放)
(1)本实验的自变量是
(2)光照条件下,测得的CO2吸收量可以代表
(3)在相同温度下,光照强度1000Lx时的CO2吸收速率明显大于光照强度600Lx时,其原因是
(4)在相同光照强度下,F组水稻光合作用速率明显小于D组水稻的光合速率,有同学推测原因可能是: 一是温度升高,与光合作用相关酶的活性降低:二是高温破坏了叶绿素分子,使叶绿素含量降低。为了探究是否存在原因二,请利用上述光照强度1000Lx 时的D、F两组水稻为材料设计实验,简要写出实验设计思路:
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【推荐2】下图是表示某植物叶肉细胞在适宜温度、适宜光照强度和大气CO2浓度条件下的光合作用示意图,其中A、B表示生理过程,①②③④⑤⑥⑦表示物质。据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/14/2441334485991424/2441598966276096/STEM/4ef81f0c-ed51-48dd-8835-0e28b8cc3c59.png)
(1)A所示的生理过程在叶绿体类囊体膜中进行,因为该膜上除含有相应的酶外,还含有该过程所需的光合色素,这些色素可用______ (试剂)进行分离,其中溶解度最小的色素呈_________ 色。若该植株的叶片中发现了一片叶黄素缺失突变体叶片,在红光条件下,该叶片与正常叶片光合作用的差异_________ (填显著/不显著)。
(2)在A生理过程中,水光解产生①__________ ,①中的氢在光下将NADP+还原为NADPH,NADPH又为B生理过程提供了_______ 和能量。
(3)光合产物⑥大部分用于_________ ,离开卡尔文循环后的⑦可以在________ 中合成淀粉、蛋白质和脂质。
(4)若适当提高CO2浓度,则短时间内该植物叶肉细胞中的物质④和⑤将分别会________ (填增加/减少/不变),光饱和点会_________ (填增强/降低/不变)。
(5)磷与植物光合作用密切相关,缺磷除了影响光合作用相关产物的合成外,也会影响叶绿体中核酸和________ (物质)的合成。
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(1)A所示的生理过程在叶绿体类囊体膜中进行,因为该膜上除含有相应的酶外,还含有该过程所需的光合色素,这些色素可用
(2)在A生理过程中,水光解产生①
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(5)磷与植物光合作用密切相关,缺磷除了影响光合作用相关产物的合成外,也会影响叶绿体中核酸和
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【推荐3】科学设计果树和农作物的间作(两种植物的隔行种植)可以有效提高土地生产力,增加农民经济效益。在夏季晴朗的白天,某研究小组测定了果树叶片的净光合速率(Pn)曲线如下图。请据图回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/17/2722769522573312/2722830889451520/STEM/7c1b000a-0c70-427d-ba81-188f3dd1fa2c.png)
(1)果树单独种植时,与12时相比,8时果树的光合作用强度低,主要的限制因素是_____________ ;12~14时与17~18时果树的光合作用强度都降低,降低的原因是否相同___________ (选填“是”“否”)。
(2)适合与该种果树间作的植物是___________ ,判断的理由是______________________ 。
(3)该研究小组研究的是农作物的____________ 对果树光合速率的影响,除此之外还可以研究有关农作物哪些方面对果树光合作用的影响? ___________ (答出一点即可)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/17/2722769522573312/2722830889451520/STEM/7c1b000a-0c70-427d-ba81-188f3dd1fa2c.png)
(1)果树单独种植时,与12时相比,8时果树的光合作用强度低,主要的限制因素是
(2)适合与该种果树间作的植物是
(3)该研究小组研究的是农作物的
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【推荐1】昌吉市的市树是白蜡,白蜡树形挺拔,耐旱喜光,其光合作用受到多种环境因素的影响。下图 1 表示白蜡叶肉细胞中光合作用、细胞呼吸过程中[H]的转移过程;图 2 表示在密闭容器中其光合作用强度(用单位时间 CO 2 吸收量表示)与光照强度、温度等因素的关系,结果如图所示,请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/28/2968135502520320/2968487655497728/STEM/a8f5bce5a0604e3c9f305a47cf905fd9.png?resizew=556)
(1)图 1 中过程_____ (填图 1 中序号)可以合成 ATP;图 2 中 B 点条件下,白蜡叶肉细胞中CO 2 的产生量_____ CO 2 的消耗量(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)若要提取白蜡新鲜叶片中叶绿素,研磨时除加入无水乙醇外,还需加入_____ 。若用18 O 标记环境中的 CO 2 ,用文字与箭头写出18 O 进入 O2 的过程:_____ 。
(3)图 2 中限制 E 点光合作用速率的环境因素有_____ 。
(4)图 2 中 C 点时 CO2 的固定量是_____ 。A 点时,该植物细胞中能产生[H]的场所有_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/28/2968135502520320/2968487655497728/STEM/a8f5bce5a0604e3c9f305a47cf905fd9.png?resizew=556)
(1)图 1 中过程
(2)若要提取白蜡新鲜叶片中叶绿素,研磨时除加入无水乙醇外,还需加入
(3)图 2 中限制 E 点光合作用速率的环境因素有
(4)图 2 中 C 点时 CO2 的固定量是
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【推荐2】图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响.其中实线表示光合作用速率,虚线表示呼吸作用速率.图乙为该植物在适宜条件下,光合作用速率随光照强度变化的示意图.请据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/31/2539702425509888/2541075835314176/STEM/7f769d84-c8db-4d57-a504-c2fe92d6f61f.png)
(1)由图甲可知,与_____ 作用有关的酶对高温更为敏感。温度会影响光合作用的_____ 阶段。
(2)当环境温度为40℃时,该植物的有机物净积累量为_____ mg/h。理论上预计,在温度为_____ 条件下,植物生长状况达到最佳,已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线,理论上分析,如果温度改变为45℃,图中b点将向_____ 移。
(3)乙图中用_____ 的量表示植物的光合作用速率,图中c点表示_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/31/2539702425509888/2541075835314176/STEM/7f769d84-c8db-4d57-a504-c2fe92d6f61f.png)
(1)由图甲可知,与
(2)当环境温度为40℃时,该植物的有机物净积累量为
(3)乙图中用
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【推荐3】生物小组利用图甲装置在光合作用最适温度下培养某植株幼苗,通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O2释放速率来测定光合速率,结果如图乙所示。请回答问题:
(1)图甲实验中,若用缺镁的完全培养液培养一段时间,幼苗光合速率将减慢,原因是镁影响叶肉细胞中的__________ 含量,植物吸收__________ 减少,导致光反应产生的__________ 减少,最终降低了光合速率。
(2)图乙曲线中t1~t4时段,玻璃罩内CO2浓度在__________ 时最高、__________ 时最低。
(3)t4时补充CO2,短时间内叶绿体内C5的含量将__________ (填“增多”,“减少”或“不变”),原因是__________ 。
(4)若t4时玻璃罩内O2的量比t0时增加了64mg,则此阶段植株积累葡萄糖的量为__________ mg。
(5)从该实验中可以看出影响光合速率的因素有__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/29/c646be57-5574-445a-86bf-499692820138.png?resizew=405)
(1)图甲实验中,若用缺镁的完全培养液培养一段时间,幼苗光合速率将减慢,原因是镁影响叶肉细胞中的
(2)图乙曲线中t1~t4时段,玻璃罩内CO2浓度在
(3)t4时补充CO2,短时间内叶绿体内C5的含量将
(4)若t4时玻璃罩内O2的量比t0时增加了64mg,则此阶段植株积累葡萄糖的量为
(5)从该实验中可以看出影响光合速率的因素有
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名校
【推荐1】为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响,称取其幼叶3 g,均分为两份,分别做如下实验。(实验中使用的氧电极可测量溶液中O2变化的速率)
实验一:采用差速离心法将一份叶片用来制备叶绿体 ,均分为4组,分别置于不同浓度的KHCO3溶液中,在适宜光照、20 ℃恒温条件下,分别用氧电极测定其O2释放速率。
实验二:将另一份叶片切成约1.0 mm×1.0 mm小块 ,均分为4组,分别置于不同浓度的KHCO3溶液中,在适宜光照、20 ℃恒温条件下,分别用氧电极测定其O2释放速率。
实验结果如下图。请回答问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/16/2292035540762624/2292492286304256/STEM/519fa65373644e4e84e6da3450937102.png?resizew=295)
(1)在光合作用的光反应中,水在光下分解为_______ 。暗反应中CO2的固定是在叶绿体的______ 完成的。
(2)在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下,叶绿体的O2释放速率___ (“大于”、“等于”或“小于”)叶切片的O2释放速率。原因可能是_________________ 。
(3)为探究第(3)题的原因分析是否正确,设计以下实验方案,请补充:称取__ g上述植物幼叶,切成约1.0 mm×1.0 mm小块,均分为4组,分别置于0、0.01、0.05、0.1 mol·L-1的KHCO3溶液中,在_______ 条件下,分别用氧电极测定其_____________ 。
实验一:采用差速离心法将一份叶片用来
实验二:将另一份叶片切成约1.0 mm×1.0 mm
实验结果如下图。请回答问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/16/2292035540762624/2292492286304256/STEM/519fa65373644e4e84e6da3450937102.png?resizew=295)
(1)在光合作用的光反应中,水在光下分解为
(2)在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下,叶绿体的O2释放速率
(3)为探究第(3)题的原因分析是否正确,设计以下实验方案,请补充:称取
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【推荐2】为测定某种植物的光合速率,某实验小组选取生长、发育状况大致相同的该种植物,设计了如图所示的实验。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/c00b5623-60fb-41a0-a5e9-1a89fb45cf02.png?resizew=322)
(1)若将装置甲用于测定细胞呼吸速率,装置乙用于测定净光合速率,则装置甲、乙的实验条件(光照条件及烧杯中的溶液)分别是______ 、______ 。
A.光照、CO2缓冲液 B.黑暗、H2O
C.光照、NaOH溶液 D.黑暗、NaOH溶液
(2)在(1)小问的实验条件下测得装置甲中红色液滴左移15cm,装置乙中红色液滴右移10cm,则该条件下植物的真正光合速率为______ (用液滴移动距离表示)。若用台灯作为光源,通过改变装置与台灯间的距离来改变植物接受的光照强度,某同学发现在某一距离时,让台灯和植物接近,装置乙中的红色液滴移动速度不再变化,原因可能是在该距离时__________________ 。
(3)从生物因素方面考虑,某同学认为该实验仍有无关变量的干扰,该无关变量的干扰可能是____________ 。若需要设置对照组,则对照组应如何设置?________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/c00b5623-60fb-41a0-a5e9-1a89fb45cf02.png?resizew=322)
(1)若将装置甲用于测定细胞呼吸速率,装置乙用于测定净光合速率,则装置甲、乙的实验条件(光照条件及烧杯中的溶液)分别是
A.光照、CO2缓冲液 B.黑暗、H2O
C.光照、NaOH溶液 D.黑暗、NaOH溶液
(2)在(1)小问的实验条件下测得装置甲中红色液滴左移15cm,装置乙中红色液滴右移10cm,则该条件下植物的真正光合速率为
(3)从生物因素方面考虑,某同学认为该实验仍有无关变量的干扰,该无关变量的干扰可能是
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【推荐3】科研人员在实验室中,研究光照强度变化对某植物叶肉细胞的O2释放速率和CO2吸收速率的影响(单位:μmol·m-2·s-1),实验结果如图。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/16/2313166190649344/2316693503909888/STEM/2d83a7f503fa40b0b08906f21065a06e.png?resizew=394)
(1)强光照开始时,氧气的释放速率________ ,原因是_________________________ 。此时叶肉细胞中产生ATP的细胞结构有__________________________________ 。
(2)图中A点光合作用速率_______ (填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率。
(3)在强光照开始后短时间内,叶肉细胞内C5/C3的变化是_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。强光照结束后,CO2的吸收速率下降缓慢的原因是_________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/16/2313166190649344/2316693503909888/STEM/2d83a7f503fa40b0b08906f21065a06e.png?resizew=394)
(1)强光照开始时,氧气的释放速率
(2)图中A点光合作用速率
(3)在强光照开始后短时间内,叶肉细胞内C5/C3的变化是
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