番茄植株不耐高温,其生长适宜温度和光照分别为 15~32℃、500~800μmol。我国北方日光温室夏季栽培过程中常遭遇 35℃亚高温并伴有强光辐射,会造成作物减产。
(1)图1表示光合作用的过程。PSⅡ中的色素吸收光能后,将H₂O分解,产生的物质有___________ 。据图1分析,建立类囊体薄膜两侧H⁺浓度差的过程有__________________ 。
(2)为研究亚高温高光强对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
结合表中数据及图1,你认为净光合速率下降的主要原因是________________________ 。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分,对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。已有研究表明在高温高光强下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光强逆境的关系进行了如下研究。
①利用番茄植株进行了三组实验,1组的处理同(2)中的 CK,3组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2,请写出2组的处理:_____________________ 。根据实验结果解释植物缓解亚高温高光强抑制光合作用的机制:_____________________ 。
②Dcg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责催化受损D1蛋白的降解。研究者通过抑制Dcg蛋白酶的活性,发现在亚高温高光强下番茄光合作用受抑制程度会加剧,结合上述研究结果和信息,请给出一种合理的解释:_____________________________ 。
(4)综合以上信息,提出一个改良番茄品种的思路:____________________ 。
(1)图1表示光合作用的过程。PSⅡ中的色素吸收光能后,将H₂O分解,产生的物质有
(2)为研究亚高温高光强对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5天后测定相关指标如下表。
组别 | 温度 | 光照强度(μmol·m⁻²·s⁻¹) | 净光合速率(μmol·m⁻²·s⁻¹) | 气孔导度(mmol·m⁻²·s⁻¹) | 胞间CO₂浓度(ppm) | Rubisco(酶)活性(U·mL⁻¹) |
对照组(CK) | 25℃ | 500 | 12.1 | 114.2 | 308 | 189 |
亚高温高光强组(HH) | 35℃ | 1000 | 1.8 | 31.2 | 448 | 61 |
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分,对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。已有研究表明在高温高光强下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光强逆境的关系进行了如下研究。
①利用番茄植株进行了三组实验,1组的处理同(2)中的 CK,3组用适量的SM(SM可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强(HH)下培养。定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2,请写出2组的处理:
②Dcg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责催化受损D1蛋白的降解。研究者通过抑制Dcg蛋白酶的活性,发现在亚高温高光强下番茄光合作用受抑制程度会加剧,结合上述研究结果和信息,请给出一种合理的解释:
(4)综合以上信息,提出一个改良番茄品种的思路:
更新时间:2023-11-06 09:45:27
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【推荐1】光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动。绿色植物光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。请分析回答:
(1)乙图所示植物浸泡在完全培养液中的细胞可以发生的生理过程是___________ (从甲图选标号)。
(2)甲图中①过程发生的能量变化是______________________ 。
(3)甲图①—⑤过程中,能使ADP含量增多的过程是___________ (写标号)。
(4)若将乙图密闭装置每天适宜光照12小时,几周后植物死亡,分析其原因可能是________________ 。
(5)如果将图乙放在黑暗处,在短时间内,植物叶肉细胞的X物质迅速上升,主要是因为___________ 。
(1)乙图所示植物浸泡在完全培养液中的细胞可以发生的生理过程是
(2)甲图中①过程发生的能量变化是
(3)甲图①—⑤过程中,能使ADP含量增多的过程是
(4)若将乙图密闭装置每天适宜光照12小时,几周后植物死亡,分析其原因可能是
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【推荐2】研究发现, Rubisco酶具有“两面性”,CO2浓度较高时,该酶参与完成光合作用中CO2的固定,催化三分子CO2和三分子RUBP反应形成六分子PGA(一种含三个碳原子的有机物);在光照下,当O2浓度较高时,该酶催化C5和O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中产生CO2,这种植物在光照下吸收O2,产生CO2的现象称之为光呼吸。据此回答下列问题:
(1)Rubisco的存在场所为____________ ,其“两面性”与酶的____________ 特性相矛盾。
(2)在较高浓度的CO2条件下,Rubisco酶催化形成的PGA直接参与的反应过程还需要消耗_______________ 。
(3)夏季中午,植物会出现“午休”现象,此时植物细胞释放氧气速率减弱,但线粒体释放CO2的速率明显增强,原因是_______________________________________ 。
(4)与光呼吸相区别,人们将细胞呼吸称之为暗呼吸,从反应条件和场所两方面分析,光呼吸和暗呼吸的不同点,完成下列表格。
(1)Rubisco的存在场所为
(2)在较高浓度的CO2条件下,Rubisco酶催化形成的PGA直接参与的反应过程还需要消耗
(3)夏季中午,植物会出现“午休”现象,此时植物细胞释放氧气速率减弱,但线粒体释放CO2的速率明显增强,原因是
(4)与光呼吸相区别,人们将细胞呼吸称之为暗呼吸,从反应条件和场所两方面分析,光呼吸和暗呼吸的不同点,完成下列表格。
反应场所 | 反应条件 | |
光呼吸 | ① | ② |
暗呼吸 | ③ | ④ |
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【推荐3】科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量 NaHCO3溶液和必要物质,在适宜条件下进行闪光实验。结果如下图:
(1)叶绿体悬浮液中加入的必要物质有NADP+、______ ,这是为了产生两种高能物质。只要供给了这两种高能物质,即使在黑暗中,叶绿体也可将CO2转变为糖。
(2)该实验直接测量出来的是______ 光合作用速率,阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的______ ,出现阴影部分的原因是____________ 。
(3)据图推测,光能量、光照总时间和实验时间相同的情况下,闪光照射的光合效率要______ (填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合效率,这是因为光合作用时的光反应和暗反应会有物质和能量上的联系,闪光照射时______ 。
(4)为了进一步研究叶绿体中ATP的合成机理,科研人员将类囊体悬浮液的pH调整为4,使其内外部在这种酸性条件下平衡,然后将悬浮液的pH快速调整为8,结果合成了大量ATP.该实验除了提供必要的物质外,还要在______ 条件下进行,实验现象说明______ 。
(1)叶绿体悬浮液中加入的必要物质有NADP+、
(2)该实验直接测量出来的是
(3)据图推测,光能量、光照总时间和实验时间相同的情况下,闪光照射的光合效率要
(4)为了进一步研究叶绿体中ATP的合成机理,科研人员将类囊体悬浮液的pH调整为4,使其内外部在这种酸性条件下平衡,然后将悬浮液的pH快速调整为8,结果合成了大量ATP.该实验除了提供必要的物质外,还要在
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【推荐1】为了研究不同浓度Na2CO3溶液对蚕豆幼苗生长的影响,科研人员用含不同浓度的Na2CO3的培养液处理蚕豆幼苗,得到结果如下。回答下列问题:
(注:Pn为表观光合速率,Gs为气孔导度)
(1)幼苗进行光合作用时,________ 上的光合色素吸收、传递、转化光能,使水在光下分解生成 ________ 。在光反应中发生的能量转化过程是_________ 。
(2)该实验对照组的设置为_______ 。由图 1 可见,10mmol/LNa2CO3处理可以___ 幼苗的光合作 用。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外,还可采用 _______ 。
(3)15mmol/L Na2CO3和25mmol/LNa2CO3处理幼苗情况下,可见气孔导度都较低,推测可能原因是_______ ,此状况下会直接影响叶绿体基质中________ 的合成从而限制光合作用。
(注:Pn为表观光合速率,Gs为气孔导度)
(1)幼苗进行光合作用时,
(2)该实验对照组的设置为
(3)15mmol/L Na2CO3和25mmol/LNa2CO3处理幼苗情况下,可见气孔导度都较低,推测可能原因是
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【推荐2】某科研小组利用辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸(ABA)对植株光合作用的影响,同时还测定了根、茎、叶中磷元素的含量差异。下表是实验过程和相关数据,回答下列问题:
注①SPAD值是指叶绿素的相对含量;
②15℃/8℃是指昼温15℃下处理12 h,夜温8℃下处理12 h;
③气孔导度表示单位时间内进入单位叶面积的CO2量,能反映气孔张开的程度。
(1)叶绿素在光合作用中的作用是___________ ; 低温处理10 d后,辣椒植株的净光合速率明显降低,据实验数据分析原因可能有__________________ (答两点)。
(2)从实验数据可以看出,叶绿素SPAD值差异较大,说明ABA与低温对叶绿素合成影响的关系是______________________________ 。
(3)“盐随水行”是土壤学的一条规律 ,这是因为_________________ 。根尖细胞吸收磷元素的动力来自__________________ (生理过程)。
(4)甲、乙组磷元素含量差异说明___________ 。试分析低温导致各器官中磷元素含量不同的原因__________________________ 。
组别 | 处理方法 | 叶绿素 SPAD值 | 净光合速率(µmol•m-2•s-1) | 磷元素的含量(g•kg-1) | ||
叶 | 根 | 茎 | ||||
甲 | 叶面喷洒ABA,15℃/8℃,处理10d | 26.79 | 8.47 | 3.06 | 2.39 | 2.51 |
乙 | 15℃/8℃,处理10d | 21.51 | 5.25 | 2.52 | 1.54 | 1.74 |
丙 | 28℃/22℃,处理10d | 30.33 | 12.81 | 3.59 | 2.78 | 2.87 |
注①SPAD值是指叶绿素的相对含量;
②15℃/8℃是指昼温15℃下处理12 h,夜温8℃下处理12 h;
③气孔导度表示单位时间内进入单位叶面积的CO2量,能反映气孔张开的程度。
(1)叶绿素在光合作用中的作用是
(2)从实验数据可以看出,叶绿素SPAD值差异较大,说明ABA与低温对叶绿素合成影响的关系是
(3)“盐随水行”是土壤学的一条规律 ,这是因为
(4)甲、乙组磷元素含量差异说明
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【推荐3】将某植物置于密闭玻璃罩内,在25℃恒温条件下,测定该植物对某气体的吸收量或释放量随光照强度的变化,实验结果如图所示。回答下列问题:
(1)实验所测的气体应为_________ 。
(2)限制d点大小的因素主要是____________ 。改变该实验的_________ 对a点的大小影响最明显。
(3)b点时罩内该气体量保持不变的情况下,其叶肉细胞中该气体的产生量_________ (“大于”、“等于”、“小于”)消耗量。d点时若突然降低光照强度,则短时间内叶绿体中C5和ADP含量的变化分别是______________ 、____________ 。(填“上升”、“不变”或“下降”)。
(4)要探究弱光和强光对叶片中光合色素含量的影响,可提取不同光照强度下植物叶片中的色素,然后用纸层析法分离所提取的色素,提取色素的原理是____________ ;最终观察比较___________ 。
(1)实验所测的气体应为
(2)限制d点大小的因素主要是
(3)b点时罩内该气体量保持不变的情况下,其叶肉细胞中该气体的产生量
(4)要探究弱光和强光对叶片中光合色素含量的影响,可提取不同光照强度下植物叶片中的色素,然后用纸层析法分离所提取的色素,提取色素的原理是
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【推荐1】在一定浓度的 CO2 和适当温度条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用如图(一)、 细胞呼吸如图(二)所示,请据图回答下列问题:
(1)影响图一中 a 点上下移动的主要外界因素是_____ ;如果 a 点是在氧气充足条件下测得的,则氧气浓度应大于______ %;当光照强度达到 c 点之前,限制该植物光合作用的主要因素是_____ 。
(2)在图一 b 点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生 ATP 的部位是________ 。
(3)图一中,在 c 点时,叶绿体中 ADP 的移动方向是从__________ 。
(4)若此植物为阴生植物,在实验条件不变的情况下,改为生长状况相同的阳生植物,则图一中 b 点向_______ 移动。
(5)在一昼夜中,将该植物叶片置于 8klx 光照下 12 小时,其余时间置于黑暗中,则每 100cm2叶片一昼夜中有机物的积累量为_____ mg(假设积累的有机物都是葡萄糖);将该植物叶片从光下移到黑暗中, 叶绿体中 C3化合物含量短时间内将_________ (增加、减少、不变)。
(6)图二中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得?_____ 。
(1)影响图一中 a 点上下移动的主要外界因素是
(2)在图一 b 点所示条件下,该植物叶肉细胞内能够产生 ATP 的部位是
(3)图一中,在 c 点时,叶绿体中 ADP 的移动方向是从
(4)若此植物为阴生植物,在实验条件不变的情况下,改为生长状况相同的阳生植物,则图一中 b 点向
(5)在一昼夜中,将该植物叶片置于 8klx 光照下 12 小时,其余时间置于黑暗中,则每 100cm2叶片一昼夜中有机物的积累量为
(6)图二中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得?
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【推荐2】白网纹草是一种常见的室内小型盆栽观赏植物。科学家将盆栽好的待测植物移入室内进行不同光照强度处理,光处理时长为1个月,研究了白网纹草的光合特性(光合速率以有机物的量表示),以便于利用白网纹草进行室内景观配置。实验结果如下,回答下列问题:
在不同光强处理下白网纹草的光合作用参数
(1)实验中的光合速率是_______ (填“总光合速率”或“净光合速率”),原因是_______ 。
(2)据表中数据分析,随光照强度的降低,白网纹草在光补偿点时对应的光合速率逐渐_______ ,而最大光合速率逐渐_______ 。在A组处理条件下,白网纹草有机物的积累速率为_______ μmol.m-2.s-1。
(3)通过实验可以看出,C组中,白网纹草在光饱和点时对应的光照强度比较接近提供的光照强度,说明在室内盆栽时,需要提供_______ (填“强光”或“弱光”)条件。
在不同光强处理下白网纹草的光合作用参数
组别 | 光照强度 (lx) | 光补偿点时的光合速率 (μmol·m-2·s-1) | 最大光合速率 (μmol·m-2·s-1) | 光饱和点时的光照强度 (lx) |
A | 4650 | 2.1 | 2.32 | 413 |
B | 2250 | 1.3 | 2.54 | 378 |
C | 450 | 1.1 | 2.63 | 325 |
(1)实验中的光合速率是
(2)据表中数据分析,随光照强度的降低,白网纹草在光补偿点时对应的光合速率逐渐
(3)通过实验可以看出,C组中,白网纹草在光饱和点时对应的光照强度比较接近提供的光照强度,说明在室内盆栽时,需要提供
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【推荐3】如图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度影响的实验示意图,图乙表示该植物某细胞的气体交换情况,图丙表示光照强度与光合速率的关系,图丁表示夏季晴朗的一天,某种绿色植物在 24 小时内 O2 吸收速率的变化示意图(单位:mg/h)。A、B 点对应时刻分别为 6 点和 19 点。
(1)图乙中光反应的具体部位是_____________ ,反应中的能量变化是___________ 。
(2)图丙中限制 A~C 段光合速率的主要因素是_____________ 。若提高温度,曲线的变化是____________ (填“上移”“下移”“不动”或“信息不足,无法确定”)。
(3)图丁中 24 小时内不进行光合作用的时段是_________________ 。
(4)图丁中测得该植物一昼夜的 O2 净释放量为 300mg,假设该植物在 24 小时内呼吸速率不变,则该植物一天通过光合作用产生的 O2 总量是_____ mg。光合作用速率最高时,光合作用每小时利用 CO2的量是________________ mg。图丁中阴影部分所表示的 O2释放量____________ (填“大于”“等于”或“小于”)300mg。
(1)图乙中光反应的具体部位是
(2)图丙中限制 A~C 段光合速率的主要因素是
(3)图丁中 24 小时内不进行光合作用的时段是
(4)图丁中测得该植物一昼夜的 O2 净释放量为 300mg,假设该植物在 24 小时内呼吸速率不变,则该植物一天通过光合作用产生的 O2 总量是
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【推荐1】图1是将玉米的PEPC酶(与CO2的固定有关)基因与PPDK酶(催化CO2初级受体“PEP”的生成)基因导入水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响光合速率的变化曲线。请据图分析回答下列问题:
(1)转基因成功后,正常情况下,PEPC酶应在水稻叶肉细胞的____________ (填细胞结构)处发挥作用。
(2)原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为____________ (须答2点即可),转基因水稻_____________ (填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。
(3)图1是在____________ ℃下测得的结果,如调整温度为25℃,重复图1相关实验,A点会向____________ 移动。
(4)据图推测,转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在____________ 环境中。研究者提取了这两种水稻等质量叶片的光合色素,并采用纸层析法进行了分离,通过观察比较_____________ ,发现两种植株各种色素含量无显著差异,则可推断转基因水稻最可能是通过促进光合作用的____________ (填过程)来提高光合速率。
(5)据图1可知,高光照强度下,转基因水稻的净光合速率大于原种水稻。为了探究“高光照强度下,转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”,请利用转双基因水稻、PEPC酶的专一抑制剂A、PPDK酶的专一抑制剂B等设计实验。完成以下实验思路:取生理状态相同的转双基因水稻若干,均分四组,在高光照强度时,分别进行不处理、____________ 、____________ 、_____________ 处理,其余条件相同且适宜,一段时间后,测定四组转双基因水稻的净光合速率。
(1)转基因成功后,正常情况下,PEPC酶应在水稻叶肉细胞的
(2)原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为
(3)图1是在
(4)据图推测,转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在
(5)据图1可知,高光照强度下,转基因水稻的净光合速率大于原种水稻。为了探究“高光照强度下,转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”,请利用转双基因水稻、PEPC酶的专一抑制剂A、PPDK酶的专一抑制剂B等设计实验。完成以下实验思路:取生理状态相同的转双基因水稻若干,均分四组,在高光照强度时,分别进行不处理、
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【推荐2】下表是对甲、乙两种高等植物的实验设计(温度和CO2浓度等条件均适宜)所测得的相关数据。请分析表格数据回答下列问题:
[注]光照强度单位:klx;C02吸收量或释放量单位:mg/(100cm2·h)
(1)本实验中的自变量是___________________ 。
(2)甲、乙两植物相比较,______ 植物更适合在较强光下生长。
(3)当光照强度为1klx时,乙植物的光合作用速率____________ (填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。若将甲植物从光照强度为1klx的环境中移至光照强度为3klx的环境中,甲植物光合作用所需CO2来源于________________ 。
(4)当光照强度为3klx时,与乙植物相比较,甲植物的实际光合作用速率较_________ (填“大”或“小”),此时甲、乙两植物固定CO2速率的差为___________ mg/(100cm2·h)
[注]光照强度单位:klx;C02吸收量或释放量单位:mg/(100cm2·h)
(1)本实验中的自变量是
(2)甲、乙两植物相比较,
(3)当光照强度为1klx时,乙植物的光合作用速率
(4)当光照强度为3klx时,与乙植物相比较,甲植物的实际光合作用速率较
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【推荐3】图1为某绿色植物细胞内部分代谢活动图解,其中①—⑤表示代谢过程,A—F表示代谢过程中产生的物质;图2为光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。请据图回答问题:
(1) 图1中,物质F是________ ,过程③为___________ 。H2O作为反应物直接参与代谢的场所有____________ ,叶肉细胞在光下可进行的代谢过程有__________ (填序号)。
(2) 图2中,若在t2时刻增加光照,光合速率将___________ (选填“增强”、“减弱”或“不变”);t3→t4段,图1中①的变化是_____________ (选填“增强”、“减弱”或“不变”);O→t1段,细胞中C6H12O6的含量_________ (选填“增加”、“不变”或“减少”)。
(3) 提取该绿色植物叶片中的色素,用纸层析法分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是___________ 。
(1) 图1中,物质F是
(2) 图2中,若在t2时刻增加光照,光合速率将
(3) 提取该绿色植物叶片中的色素,用纸层析法分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是
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