组卷网 > 高中生物综合库 > 分子与细胞 > 细胞的代谢 > 光合作用 > 光合作用的原理和应用 > 光反应、暗(碳)反应的物质变化和能量变化
题型:非选择题-解答题 难度:0.65 引用次数:160 题号:19920632
叶面积指数是指单位土地面积上的植物叶面积,即叶面积指数=叶片总面积/土地面积,反映植物群体生长状况的一个重要指标,其大小直接与最终产量高低密切相关。科研人员记录了不同种植密度下,灌浆期玉米叶面积指数、单位土地面积上的植物净光合速率和茎叶夹角的数据(如表)。回答下列问题:

种植密度

(万株·hm-2

叶面积指数

净光合速率(CO2

μmol·m-2·s-1

茎叶夹角(°)

3.0

3.03

41.2

35.8

4.5

4.06

39.5

34.0

5.1

4.50

36.2

30.5

6.0

4.65

33.5

29.3

7.5

4.77

30.2

28.8

(1)在卡尔文循环中,CO₂与体内的一种C5结合形成的化合物是_______,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成蔗糖后,主要以蔗糖形式从叶片输出。在光反应中,发生的物质变化有__________________(写出三点)。
(2)随着种植密度的增大,为减弱叶片相互遮挡,茎叶夹角_______(填“变大”“变小”或“基本不变”)。叶面积指数和净光合速率呈现负相关,因此,在大田种植时,种植密度越小对作物增产越有利。请判断该观点的正误,并说明理由:__________
(3)化肥长期使用不当,会造成土壤性质恶化、土壤中的微生物数量降低引起分解作用减弱、土壤肥力下降。使用有机肥的积极意义是______(答两点即可)。

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【推荐1】根据光合作用中CO2固定方式的不同,可将植物分为C3植物和C4植物。C3植物最初的CO2固定是由Rubisco酶催化生成3-磷酸甘油酸,而C4植物最初的CO2固定是由PEPC酶催化生成草酰乙酸(四碳化合物)。如图为C4植物的CO2固定过程。请回答下列问题:

注:图中HCO3-是CO2溶解于水生成的。
(1)据图可知,C4植物在浓缩和固定CO2时同时具有C4途径和__________途径,在C4植物的叶肉细胞内,光反应可以为图中CO2浓缩过程提供的物质有_____________,C4途径和C3途径固定CO2时,与CO2结合的物质分别是______________________________
(2)研究发现PEPC酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍,据此分析C4植物更适应炎热干旱环境的原因:____________
(3)绿色植物中Rubisco酶具有双重活性,当O2/CO2的值偏高时,Rubisco酶会催化C5与O2结合,生成C3和C2,C2会进一步被氧化分解为CO2,此过程称为光呼吸;光呼吸会消耗暗反应的底物C5,对光合作用造成不利影响。研究发现,在相同的环境条件下C4植物的光呼吸强度明显弱于C3植物,已知C4植物的叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周,形成花环状结构,根据此结构特点及前文所述推断,C4植物光呼吸比C3植物低很多是因为_____________,从而使CO2在与O2竞争Rubisco酶中有优势,抑制光呼吸。
2024-02-23更新 | 102次组卷
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【推荐2】光照过强时,过量光能会引起叶肉细胞内NADP⁺不足、O₂浓度过高,并产生一些光有毒物质。这些光有毒物质会攻击PSII(参与水光解的色素-蛋白质复合体)中的D1蛋白,损坏光合结构,引发光合速率下降,这种现象称为光抑制。植物细胞光合结构的部分保护机制如图。

(1)PSⅡ位于___________上,其中的色素可用___________试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质在暗反应中的作用是___________
(2)卡尔文利用___________方法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午,___________供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是___________,此时O₂会形成O2-1,植物启动消除机制。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率___________(填“增大”“不变”“减小”),原因是___________(写出两点)。
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是___________
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【推荐3】下图为光合作用过程示意图,请据图回答下列问题。
   
(1)图中A表示光合作用的______阶段,必须有光才能进行。
(2)图中B阶段进行的场所是叶绿体______,其中与C5(五碳化合物)结合生成C3(三碳化合物)的过程称作为______
(3)科学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有),在光照下可以释放出______(填“”或“”),该化学反应称为______(填“希尔反应”或“卡尔文循环”)。
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