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:
(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)。
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 |
(2)随着种植密度的增大,为减弱叶片相互遮挡,茎叶夹角
(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
更新时间:2023-09-02 19:15:06
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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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/24/4cf1e6fe-f609-4cdf-bafb-43ab6c7c1b56.png?resizew=604)
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________________ 和______________ 。
(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。
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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
(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
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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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/4/dfd556e4-03de-457a-8b4e-0fd7ccbb0261.png?resizew=559)
(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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(1)PSⅡ位于
(2)卡尔文利用
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是
(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1】粮食作物生长过程中,将光合作用产生的有机物贮存在作物籽粒内的过程称为灌浆。研究人员发现一水稻突变株,籽粒灌浆异常,造成减产。为揭示突变体发生异常的原因,开展如下实验。
(1)水稻利用光反应产生的_____________ ,在___________ 中将 CO2转化为三碳化合物,进而形成_________________ 。
(2)蔗糖等光合作用产物在叶片和籽粒之间的运输,直接影响作物产量的高低。研究人员分别检测野生型水稻和突变体水稻叶片和籽粒中的蔗糖含量,结果如图 1。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/b82ccef5-829a-40b9-9a92-65de468ffa18.png?resizew=181)
①据图 1 推测,突变体中的蔗糖从叶片到籽粒的运输受阻,引起籽粒灌浆异常,进而造成减产。作出该推测的依据是:与野生型水稻相比,突变体水稻_____________ 。
②为验证以上推测,科研人员开展图 2 所示实验,请补充完善表格中的实验方案。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/4351f169-d74c-4f59-ab6e-7a7d76775a9a.png?resizew=223)
a. 野生型水稻 b. 突变体水稻 c. 施加14C 蔗糖
d. 施加清水 e. 处理叶片的放射性强度 f. 籽粒的放射性强度
(1)水稻利用光反应产生的
(2)蔗糖等光合作用产物在叶片和籽粒之间的运输,直接影响作物产量的高低。研究人员分别检测野生型水稻和突变体水稻叶片和籽粒中的蔗糖含量,结果如图 1。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/b82ccef5-829a-40b9-9a92-65de468ffa18.png?resizew=181)
①据图 1 推测,突变体中的蔗糖从叶片到籽粒的运输受阻,引起籽粒灌浆异常,进而造成减产。作出该推测的依据是:与野生型水稻相比,突变体水稻
②为验证以上推测,科研人员开展图 2 所示实验,请补充完善表格中的实验方案。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/4351f169-d74c-4f59-ab6e-7a7d76775a9a.png?resizew=223)
组别 | 实验材料 | 处理 | 检测 |
对照组 | 野生型水稻 | Ⅱ | Ⅲ |
实验组 | Ⅰ | 施加14C蔗糖 |
d. 施加清水 e. 处理叶片的放射性强度 f. 籽粒的放射性强度
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【推荐2】红掌是半阴生高等植物,下图表示夏季时红掌在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线,请分析回答相关问题
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/3/2433770157948928/2434314190626816/STEM/587ea003993d42f7bce2f39807d50179.png?resizew=477)
(1)适当遮光,叶绿素含量会增加,叶片对______________ 光的吸收能力将显著增强。
(2)曲线ab段叶肉细胞内能合成[H]的场所有____________________________ ;曲线cd段,植物体内有机物总量的变化情况是______________ (增加、减少、不变)。
(3)M点时,红掌体内叶肉的细胞中叶绿体消耗的CO2量______________ (填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。
(4)若将植物突然转移到高温、强光、干燥的环境中,此时叶肉细胞内C3含量的变化是_____________ 。30%遮光处理避免了强光照和过高温度对植株的不利影响,与曲线Ⅰ相比,曲线Ⅱ出现“午休”现象的原因是__________________ 。
(5)6:30左右,在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度,光合速率基本不变,此时限制光合速率的主要因素是___________________ 。
(6)下图是红掌的叶肉细胞在不同的光照强度下单位时间内叶肉细胞CO2和O2量的变化情况(其他条件相同且适宜)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/3/2433770157948928/2434314190626816/STEM/29d8d2eb9bab4f329d022a6ea493749c.png?resizew=454)
由图可知,a点的光照强度约为____ ,光照强度为b时,净光合相对值约为______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/3/2433770157948928/2434314190626816/STEM/587ea003993d42f7bce2f39807d50179.png?resizew=477)
(1)适当遮光,叶绿素含量会增加,叶片对
(2)曲线ab段叶肉细胞内能合成[H]的场所有
(3)M点时,红掌体内叶肉的细胞中叶绿体消耗的CO2量
(4)若将植物突然转移到高温、强光、干燥的环境中,此时叶肉细胞内C3含量的变化是
(5)6:30左右,在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度,光合速率基本不变,此时限制光合速率的主要因素是
(6)下图是红掌的叶肉细胞在不同的光照强度下单位时间内叶肉细胞CO2和O2量的变化情况(其他条件相同且适宜)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/3/2433770157948928/2434314190626816/STEM/29d8d2eb9bab4f329d022a6ea493749c.png?resizew=454)
由图可知,a点的光照强度约为
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【推荐3】图甲是叶绿体模式图,图乙表示光合作用的部分过程,图丙表示在密闭恒温(温度为25℃)小室内测定的a、b两种不同植物光合作用强度和光照强度的关系。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/10/19/3349628751634432/3349986711461888/STEM/0d64b23e5e254252a1a2a27c8b57a18f.png?resizew=403)
(1)叶绿体中捕获光能的色素有四种,在层析液中溶解度较高的两种是____ ,这两种色素主要吸收可见光中的____ 。
(2)图乙过程发生在图甲的____ (填序号)中。若短时间内叶绿体中CO2含量减少,随之减少的物质有____ (填序号:①C5②ATP③C3)。
(3)图丙中光照强度为Z时,a、b植物制造葡萄糖速率之比为____ 。若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃,若将温度提高到30℃(其他条件不变),则图中P点的位置理论上的变化是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/10/19/3349628751634432/3349986711461888/STEM/0d64b23e5e254252a1a2a27c8b57a18f.png?resizew=403)
(1)叶绿体中捕获光能的色素有四种,在层析液中溶解度较高的两种是
(2)图乙过程发生在图甲的
(3)图丙中光照强度为Z时,a、b植物制造葡萄糖速率之比为
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【推荐1】发展新农业模式,不仅充分利用林地资源,还提高经济效益,增加农民收入,与之相匹配的被称为“林下经济”的林下套种模式就出世了。科研人员打算在一片苹果园中种植大豆,图一为苹果植株光合作用过程图解,图二为不同温度下测定的净光合速率,图三为相同的条件下分别测定的P1、P2两个大豆品种的光补偿点和光饱和点。(光饱和点:在一定的光强范围内,光合强度随光照强度的上升而增加,当光照强度上升到某一数值之后,光合强度不再继续提高时的光照强度。光补偿点:光合强度和呼吸强度达到相等时的光照强度。)据图回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/2/2949365055799296/2950251566432256/STEM/188c7cc839d84429a65ce87d5bc42a09.png?resizew=761)
(1)图一中英文字母代表物质,①~④代表一定的生理过程。完成④过程需要的物质有____________ ;当E适当增加时,细胞中B、C含量的变化是__________ 、_________ 。
(2)据图分析,适宜在苹果园中种植的大豆品种是__________ 。原因是_____________________ 。
(3)根据图二__________ (“能”、“不能”)得知植物实际光合速率的最适温度,原因是________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/2/2949365055799296/2950251566432256/STEM/188c7cc839d84429a65ce87d5bc42a09.png?resizew=761)
(1)图一中英文字母代表物质,①~④代表一定的生理过程。完成④过程需要的物质有
(2)据图分析,适宜在苹果园中种植的大豆品种是
(3)根据图二
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【推荐2】充分利用光合作用和呼吸作用原理,通过改变相关条件增加农作物产量是光合作用和呼吸作用原理应用的一个重要方面。请你结合相关知识回答下列问题:
(1)作物栽培时“正其行、通其风”的目的主要是增强光合作用的___________ 过程。光合作用将光能转变为化学能,参与该过程中两类色素为______________________ 。作物栽培过程中,对于板结的土壤应及时进行松土透气,其原因之一是松土透气有利于___________ ,加快了土壤中有机物的分解,从而有利于植物对无机盐的吸收。
(2)将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响,实验结果如表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/12/2158897700446208/2159501379067904/STEM/7ce53d17275a405a8bcf641b4410bdfd.png?resizew=462)
从影响光合作用的外界因素分析,该实验应是在______________________ (至少写出两点)等条件下测定的。和30℃相比,温度在35℃时光合作用制造有机物总量___________ (增加、减少、不变),若细胞呼吸速率昼夜不变,该植物在20℃条件下,一昼夜光照10h,则该植物一昼夜向环境中释放的氧气量为___________ mg。
(1)作物栽培时“正其行、通其风”的目的主要是增强光合作用的
(2)将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响,实验结果如表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/12/2158897700446208/2159501379067904/STEM/7ce53d17275a405a8bcf641b4410bdfd.png?resizew=462)
从影响光合作用的外界因素分析,该实验应是在
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【推荐3】某同学进行“探究不同形态的氮素对烟草光合速率的影响”。经30天测得相关数据并绘图,如图为不同形态的氮素对烟草光合速率影响的柱形图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/15/07239ddf-b229-4929-8f40-3974539a7378.png?resizew=701)
回答下列问题:
(1)烟草的叶绿体中含有多种光合色素,常用_____ 提取。光合色素常在_____ (具体场所)发挥作用,该过程为吸能反应。
(2)据图分析可知,氮元素能通过_____ ,从而提高烟草的净光合速率。该实验说明了氮素的形态会影响净光合速率,其中_____ 促进烟草增产的效果更明。通过比较a、b、d组幼苗的实验结果可证明:_____ 。
(3)研究机理可知,氮素通过直接参与合成_____ (写出一种物质即可)来影响光反应中ATP和NADPH的生产速率。根据(2)中结论之一,提高硝态氮在营养液的浓度,但净光合速率却远低于a组,其原因可能是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/15/07239ddf-b229-4929-8f40-3974539a7378.png?resizew=701)
回答下列问题:
(1)烟草的叶绿体中含有多种光合色素,常用
(2)据图分析可知,氮元素能通过
(3)研究机理可知,氮素通过直接参与合成
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