通过田间开放式大气CO2浓度升高处理(FACE)研究发现,农作物长期生长在高CO2浓度下存在光合适应现象,即植物在高CO2浓度下生长的初始期出现的光合作用增强效应会逐渐减弱,甚至消失。以下是“源—库"调节假说对这一现象的解释:
CO2浓度升高条件下,小麦的叶片和茎秆(“源端" )会积累更多的碳水化合物而不能及时将其运输到籽粒(“库端”)中。碳水化合物在“源端”的积累会导致光合能力下降。分蘖少、抽穗少的小麦由于“库强”不足,这种负反馈更为明显。与之相反,由于共生固氮系统需要消耗较多的能量,有根瘤的豆科作物的光合适应要远低于非豆科作物。
请据此回答以下问题:
(1)若研究小麦旗叶与籽粒的“ 源"、“库"关系,以下研究思路不合理的是_ __。
(2)运用“源—库”调节假说解释有根瘤的豆科作物的光合适应较低的原因_______________ 。
(3)为研究光合作用中碳原子的转移路径,科学家曾经进行如下实验:向小球藻悬浮液中通入CO2→用14CO2同化处理不同的时间→用沸腾的酒精处理→蒸发浓缩→双向纸层析→放射自显影。结果如图所示:
①用沸腾的酒精处理的目的是_________ ;双向纸层析是第一次层析后,将滤纸旋转90°进行第二次层析的方法,纸层析法可使标记化合物发生分离,其原理是_________ 。
②据图( 点样处位于图中滤纸左下角)可知,CO2被固定生成的第一种产物是________ ,为该产物还原成磷酸丙糖提供能量的物质是_______________ 。
③14CO2同化5s的结果显示,PEPA、PCA和磷酸糖在__________ (填“垂直”或“水平”)方向层析时溶解度差异显著。
④本实验是通过控制______ (自变量)来探究CO2中碳原子的转移路径。
CO2浓度升高条件下,小麦的叶片和茎秆(“源端" )会积累更多的碳水化合物而不能及时将其运输到籽粒(“库端”)中。碳水化合物在“源端”的积累会导致光合能力下降。分蘖少、抽穗少的小麦由于“库强”不足,这种负反馈更为明显。与之相反,由于共生固氮系统需要消耗较多的能量,有根瘤的豆科作物的光合适应要远低于非豆科作物。
请据此回答以下问题:
(1)若研究小麦旗叶与籽粒的“ 源"、“库"关系,以下研究思路不合理的是_ __。
A.阻断旗叶有机物的输出,检测籽粒产量的变化 |
B.阻断籽粒有机物的输入,检测旗叶光合作用速率的变化 |
C.使用H218O浇灌小麦,检测籽粒中含18O的有机物的比例 |
D.使用14CO2饲喂旗叶,检测籽粒中含14C的有机物的比例 |
(3)为研究光合作用中碳原子的转移路径,科学家曾经进行如下实验:向小球藻悬浮液中通入CO2→用14CO2同化处理不同的时间→用沸腾的酒精处理→蒸发浓缩→双向纸层析→放射自显影。结果如图所示:
①用沸腾的酒精处理的目的是
②据图( 点样处位于图中滤纸左下角)可知,CO2被固定生成的第一种产物是
③14CO2同化5s的结果显示,PEPA、PCA和磷酸糖在
④本实验是通过控制
更新时间:2023-07-24 22:52:54
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【推荐1】红藻是一类分布在海洋中较深区域的植物,它的光合作用过程和大部分植物类似,只是光合色素与大部分植物有所不同:主要是藻胆素和叶绿素a。藻胆素分为藻蓝素和藻红素,分别与蛋白质结合形成藻蓝蛋白和藻红蛋白。这些蛋白质能结合在一起形成藻胆体(结构如图一)。回答下列问题:(1)藻胆素和叶绿素等光合色素的功能为_______ 。据图分析,藻胆体应分布在_______ 。
(2)电子传递到叶绿素a作用中心,才能为光反应后续过程提供能量,藻胆体中,藻蓝蛋白和藻红蛋白紧密相连,对光合作用的意义是_______ 。藻胆体中藻红蛋白分布靠外,藻蓝蛋白分布靠内,互不遮挡,有利于_______ 。
(3)浮游绿藻分布于浅海层,红藻分布于深海层。结合图一、图二中光合色素的吸收光谱,请从吸收光的波长角度解释红藻适应深海生存的原因:_______ 。
(2)电子传递到叶绿素a作用中心,才能为光反应后续过程提供能量,藻胆体中,藻蓝蛋白和藻红蛋白紧密相连,对光合作用的意义是
(3)浮游绿藻分布于浅海层,红藻分布于深海层。结合图一、图二中光合色素的吸收光谱,请从吸收光的波长角度解释红藻适应深海生存的原因:
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【推荐2】随着温室效应加剧,全球气候变暖造成的“高温胁迫”,对世界粮食安全造成严重威胁。近年来研究表明高强光条件或高温胁迫,通常会造成生物膜系统受损,叶绿素含量降低,光合复合体PSII形成关键蛋白D1的含量减少,叶片光合机能下降,进而导致作物减产。如图所示A、B、C、D、E表示物质,e代表电子,①②③表示生理过程。回答下列问题:
(1)PSI 和PSII位于____________ ,B为_________ ,其跨膜方式为___________ 。
(2)D的中文名称为_______ ,在动物细胞中主要来源于_________ (填具体场所)。
(3)“高温胁迫”环境通过影响________________ (至少答出两点)和酶活性降低导致______ (填“光反应”、“暗反应”或“光反应和暗反应”)速率降低,进而导致植株光合速率降低,作物减产。
(4)植物生长某些阶段呼吸速率加大,导致有机物消耗过快,引起作物减产。有同学认为“高温胁迫”导致植物的呼吸速率加快是植物减产的主要原因之一,请简述验证该推测的实验设计思路(不要求具体实验材料和步骤) :____________________________ 。
(1)PSI 和PSII位于
(2)D的中文名称为
(3)“高温胁迫”环境通过影响
(4)植物生长某些阶段呼吸速率加大,导致有机物消耗过快,引起作物减产。有同学认为“高温胁迫”导致植物的呼吸速率加快是植物减产的主要原因之一,请简述验证该推测的实验设计思路(不要求具体实验材料和步骤) :
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【推荐3】色素缺失会严重影响叶绿体的功能,造成玉米减产。科研人员诱变得到叶色突变体玉米,并检测突变体与野生型玉米叶片中的色素含量,结果如图1。请回答问题:
(1)据图1可知,与野生型相比,叶色突变体色素含量均降低,其中_______ 的含量变化最大。
(2)结合图2分析,叶色突变体色素含量降低会影响光反应,使光反应产物[①]_________ 和NADPH减少,导致叶绿体_______ 中进行的暗反应减弱, 合成的[②]_________ 减少,使玉米产量降低。
(3)从结构与功能的角度分析,若在显微镜下观察叶色突变体的叶肉细胞,其叶绿体可能出现_______ 等变化,从而导致色素含量降低,光合作用强度下降。
(1)据图1可知,与野生型相比,叶色突变体色素含量均降低,其中
(2)结合图2分析,叶色突变体色素含量降低会影响光反应,使光反应产物[①]
(3)从结构与功能的角度分析,若在显微镜下观察叶色突变体的叶肉细胞,其叶绿体可能出现
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【推荐1】植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下:CK组(白光)、A组(红光:蓝光=1:2)、B组(红光:蓝光=3:2)、C组(红光:蓝光=2:1),每组输出的功率相同。
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供______________ ,又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求,若营养液中的离子浓度过高,根细胞会因_______________ 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知, A、B、C组的干重都比CK组高,原因是_____________ 。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为____________ ,最有利于生菜产量的提高,原因是____________ 。
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是____________ 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度,还可以_______________________ ,使光合速率进一步提高。
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供
(2)由图乙可知, A、B、C组的干重都比CK组高,原因是
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是
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【推荐2】某生物小组利用图1装置在25℃(光合作用最适温度)下培养番茄幼苗,通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的02释放速率来测量光合速率,结果如图2所示。请回答下列问题:
(1)图1实验中无色透明玻璃钟罩的作用是_______________ 。
(2)若在配制完全营养液时,忘记加入MgSO4,采用该植物的叶片进行叶绿体色素的提取和分离,发现滤纸条上色素带的变化是_______________ 。
(3)利用根毛区细胞和完全培养液不能观察到质壁分离,分析其原因是_____________________________ 。
(4)曲线中t1~t4时段,玻璃罩内CO2浓度最高点和最低点依次____________
(1)图1实验中无色透明玻璃钟罩的作用是
(2)若在配制完全营养液时,忘记加入MgSO4,采用该植物的叶片进行叶绿体色素的提取和分离,发现滤纸条上色素带的变化是
(3)利用根毛区细胞和完全培养液不能观察到质壁分离,分析其原因是
(4)曲线中t1~t4时段,玻璃罩内CO2浓度最高点和最低点依次
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【推荐3】为了探讨不同施氮水平对大蒜光合作用及品质特征的影响,以“民乐紫皮”大蒜为试材,采用盆栽试验。选择大小一致的大蒜种球移入盆内,每盆5株。出苗10d后,进行施肥处理。设4个N浓度梯度:对照CK(0g/盆)、低氮N1(1g/盆)、中氮N2、N3(2、3g/盆)和高氮N6(6g/盆),所用氮肥为尿素,一次性施入,每个处理设3次重复。一段时间后,测定各组的大蒜的净光合速率和大蒜素的含量,结果如下图。请回答下列问题:
(1)测定净光合速率时,需要考虑的外界环境因素主要有____ 。
(2)N元素缺乏会影响参与光合作用过程的某些物质的合成,如参与光反应的____ (两种物质)等。图1结果表明,叶片光合速率随着施氮量的增加呈先增加后下降的趋势,说明____ 有利于提高叶片光合速率。
(3)大蒜素是衡量大蒜营养品质的一个重要指标。图2实验结果说明____ 。
(4)为了进一步探究不同施氮水平对大蒜光合作用的原因,研究者还对各组大蒜叶片中的叶绿体色素进行了测定,结果如下表(mg/gFW):
①为了提取叶绿体中的色素,研磨叶片的过程中需加入CaCO3,目的是____ 。纸层析法分离色素的原理是____ .
②N6组与对照组相比,可以说明N6组光合速率下降与叶绿素含量关系____ 。据测定高氮时,大蒜叶片的气孔导度(气孔的开放程度)下降和胞间CO2浓度也下降,说明高氮导致光合速率下降的原因与气孔关闭有关,此时气孔关闭的原因可能是____ 。
(1)测定净光合速率时,需要考虑的外界环境因素主要有
(2)N元素缺乏会影响参与光合作用过程的某些物质的合成,如参与光反应的
(3)大蒜素是衡量大蒜营养品质的一个重要指标。图2实验结果说明
(4)为了进一步探究不同施氮水平对大蒜光合作用的原因,研究者还对各组大蒜叶片中的叶绿体色素进行了测定,结果如下表(mg/gFW):
处理 | 叶绿素a | 叶绿素b | 叶绿素a+b | 类胡萝卜素 |
CK | 0.484 | 0.242 | 0.726 | 0.443 |
N1 | 0.517 | 0.265 | 0.786 | 0.475 |
N2 | 0.620 | 0.302 | 0.885 | 0.481 |
N3 | 0.775 | 0.365 | 1.140 | 0.756 |
N6 | 0.605 | 0.286 | 0.891 | 0.449 |
②N6组与对照组相比,可以说明N6组光合速率下降与叶绿素含量关系
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【推荐1】下图是某植物叶片光合作用过程的示意图,据图回答下列问题:
(1)光合色素分布在叶绿体的______________ 上,其捕获的光能转化为活跃的化学能储存在______________ 中。
(2)图1中卡尔文循环的______________ 阶段需要用到光反应的产物,属于______________ (填“吸能”或“放能”)反应。若CO2浓度突然降低,短时间内RUBP/PGA的比值会______________ (填“增大”或“减小”)。
(3)蔗糖合成的场所在细胞质基质,通过筛管运输到植物的各个部位。科研人员测定了不同蔗糖浓度的反应介质中叶绿体的光合速率(用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示),结果如图2所示。若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的变化与图中______________ 段对应的关系相似。
(4)若在CO2浓度倍增时,光合作用速率并未倍增,结合图1、图2分析,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是____________________________ (答两点)。
(1)光合色素分布在叶绿体的
(2)图1中卡尔文循环的
(3)蔗糖合成的场所在细胞质基质,通过筛管运输到植物的各个部位。科研人员测定了不同蔗糖浓度的反应介质中叶绿体的光合速率(用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示),结果如图2所示。若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的变化与图中
(4)若在CO2浓度倍增时,光合作用速率并未倍增,结合图1、图2分析,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是
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【推荐2】下图1表示绿色植物光合作用、细胞呼吸的过程,图2表示某植物CO2的吸收速率随光照强度变化的情况,请分析回答:
(1)图1中③发生的场所是_____________ ,⑤过程称为___________ 。
(2)光照强度突然增加,短时间内细胞内的[NADPH]含量_________ (增加/减少/不变),原因是___________________ 。
(3)图2中c点时,叶肉细胞中O2一部分从叶绿体移动到细胞外,另一部分从叶绿体移动到_______ 。
(4)图2中光照强度小于b时,植物________ (能/不能)正常生长,原因是______________ 。
(1)图1中③发生的场所是
(2)光照强度突然增加,短时间内细胞内的[NADPH]含量
(3)图2中c点时,叶肉细胞中O2一部分从叶绿体移动到细胞外,另一部分从叶绿体移动到
(4)图2中光照强度小于b时,植物
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【推荐3】番茄是重要的农作物,其果实的形成和发育过程需要一系列严格的机制来调控,生长素在调控果实生长发育过程中起着重要作用。某课题组首次发现生长素响应因子SlARF6调控番茄叶绿素合成、糖类积累以及果实发育过程。
(1)研究人员通过调控SlARF6基因表达,研究其对植物叶绿素合成、糖类积累的影响,结果如下图1、2、3所示。该实验共3组,分别是野生型组(WT)、SlARF6过表达株系组(UP)、SlARF6下调表达株系组(DOWN)。
①光合色素在植物光合作用过程中的作用是______ ,叶绿素主要吸收______ 。
②Rubisco是光合作用暗反应阶段的关键酶,该酶催化______ 过程生成C3。在大棚种植中,若突然降低光照强度,则叶肉细胞中C3的含量会暂时______ 。
③研究发现SlARF6过表达株系中Rubisco酶相关基因的表达量比野生型植株中的高;而SlARF6下调表达株系中Rubisco酶相关基因的表达量比野生型植株中的低。结合图1、2、3分析生长素响应因子SlARF6对番茄光合作用两个阶段的影响:______ 。
(2)研究发现生长素响应因子SlARF6对果实中的乙烯含量有一定影响,结果如下图4所示:
根据以上结果推测:生长素通过生长素响应因子SlARF6能______ (填“促进”或“抑制”)果实中乙烯的合成______ (填“延长”或“缩短”)果实成熟所需时间。
(1)研究人员通过调控SlARF6基因表达,研究其对植物叶绿素合成、糖类积累的影响,结果如下图1、2、3所示。该实验共3组,分别是野生型组(WT)、SlARF6过表达株系组(UP)、SlARF6下调表达株系组(DOWN)。
①光合色素在植物光合作用过程中的作用是
②Rubisco是光合作用暗反应阶段的关键酶,该酶催化
③研究发现SlARF6过表达株系中Rubisco酶相关基因的表达量比野生型植株中的高;而SlARF6下调表达株系中Rubisco酶相关基因的表达量比野生型植株中的低。结合图1、2、3分析生长素响应因子SlARF6对番茄光合作用两个阶段的影响:
(2)研究发现生长素响应因子SlARF6对果实中的乙烯含量有一定影响,结果如下图4所示:
根据以上结果推测:生长素通过生长素响应因子SlARF6能
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