植物体的光合作用是以CO2和H2O为原料,利用光能合成有机物的过程。气孔是植物体和外界环境之间进行水气交换的重要结构。研究发现,胞间CO2浓度和气孔导度(气孔开放程度)呈正相关。在一定的环境条件下,气孔会进行周期性的开闭,这种现象称为“气孔振荡”,如图所示。
注:气孔扩张阻力越小,则气孔开放程度越大
回答下列问题:
(1)植物体利用光能的光合色素分布在叶绿体________ 上;实验室常用________ (填试剂名称)分离光合色素。
(2)CO2经过孔进H2O入叶肉细胞后,在________ (填场所)中首先与C5结合形成C3,然后由由________ (填物质)供能,C3被还原为三碳糖,三碳糖跨叶绿体膜转运到细胞溶胶合成________ (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再运输到其他组织器官。
(3)比较上图A、B两点,胞间CO2浓度较高的是________ 点。“气孔振荡”最可能发生在________ (填“干旱”或“湿润”)环境中,这种现象对于植物适应该环境的意义是:________ 。
(4)已知某些植物一天中只有一个“气孔振荡”周期,该类植物具有特殊的CO2固定方式,其进入细胞的CO2首先通过生成苹果酸储存在液泡中,液泡中储存的苹果酸脱羧释放CO2用于光合作用。推测这类植物生成苹果酸的时间是________ 。(填“白天”或“晚上”)。
注:气孔扩张阻力越小,则气孔开放程度越大
回答下列问题:
(1)植物体利用光能的光合色素分布在叶绿体
(2)CO2经过孔进H2O入叶肉细胞后,在
(3)比较上图A、B两点,胞间CO2浓度较高的是
(4)已知某些植物一天中只有一个“气孔振荡”周期,该类植物具有特殊的CO2固定方式,其进入细胞的CO2首先通过生成苹果酸储存在液泡中,液泡中储存的苹果酸脱羧释放CO2用于光合作用。推测这类植物生成苹果酸的时间是
更新时间:2024-02-04 19:58:24
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【推荐1】学习以下材料,回答(1)~(4)题。
神奇的化学反应
光合作用为地球上生物的生存和发展提供了物质和能量。叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。
1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁,即4Fe3++2H2O4Fe2++O2+4H+。
在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如图。
光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H*最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,某些化合物X可阻断电子传递过程,抑制光合作用。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。
农业生产中,化合物 X可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ位于叶绿体的______ 上。
(2)据文中信息可知,PSⅡ中的______ 吸收光能,可将H2O裂解为氧气和H+产生的电子经一系列传递,与NADP+和H+结合形成 ______ ,将光能转变为 ______ 。
(3)ATP合成酶是一种复合物,具有催化ADP和Pi合成ATP的功能。由图可知,这一过程需要的能量直接来自______ 。
(4)根据文中信息并结合所学知识,推测化合物X抑制杂草生长的机理______ 。
神奇的化学反应
光合作用为地球上生物的生存和发展提供了物质和能量。叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所。
1937年英国植物学家希尔发现:在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生氧气,同时将高价铁还原为低价铁,即4Fe3++2H2O4Fe2++O2+4H+。
在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎 2000℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如图。
光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出氧气,同时产生的电子和 H*最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,某些化合物X可阻断电子传递过程,抑制光合作用。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。
农业生产中,化合物 X可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。
(1)图中PSⅡ和PSⅠ位于叶绿体的
(2)据文中信息可知,PSⅡ中的
(3)ATP合成酶是一种复合物,具有催化ADP和Pi合成ATP的功能。由图可知,这一过程需要的能量直接来自
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【推荐2】荔枝是具有岭南特色的水果,某研究小组为了探究光照强度和钾肥浓度对荔枝光合作用的影响,研究小组将大小一致的荔枝植株先停止施肥5个月,再移栽至盆中,均分成四组,其中一组为对照组,其余三组分别施加低钾肥、中钾肥、高钾肥,然后在不同光照条件下培养,实验重复4次。结果如下图。请回答以下问题:
(1)叶绿体中的光合色素分布在______________ 上,它们的作用是______________ 。
(2)由图可知,随着光照强度的逐渐增加,荔枝的光合作用速率逐渐增大,这是由于叶绿体在单位时间内获取了更多的光能,光反应速率加快,为暗反应中______________ 过程提供了更多的______________ 。
(3)比较对照组和中钾组的实验结果,可以推测施用钾肥主要通过______________ 促进荔枝生长;在同等光照条件下,高钾组的光合作用强度低于中钾盐,这可能是由于施肥过多影响了植物的吸水,使植物的气孔开度______________ (填“增大”或“减小”),进而限制了暗反应中______________ 速率。
(4)当光照强度等于200μmol光量子·m-2·s-1时,中钾组的实际光合速率为______________ μmol·m-2·s-1(用O2释放量表示)。
(1)叶绿体中的光合色素分布在
(2)由图可知,随着光照强度的逐渐增加,荔枝的光合作用速率逐渐增大,这是由于叶绿体在单位时间内获取了更多的光能,光反应速率加快,为暗反应中
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名校
【推荐3】科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还包含另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径。
(1)交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上,它可以催化O2与[H]生成______ ,并使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失,生成ATP所占的比例______ 。在寒冷早春,某些植物的花细胞中AOX基因的表达会________ ,利于提高花序温度,吸引昆虫传粉。
(2)进一步研究表明,AOX途径可能与光合作用有关,科研人员对此进行深入研究。
①光合作用过程中,光能被分布于叶绿体________ 上的光合色素吸收,并转变为ATP中的_______ ,经过暗反应,能量最终被储存在________ 中。一般情况下,植物叶片的光合作用随光照强度的增强而增强,但光照强度过高时,光合作用减弱。
②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组,用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧,然后将4组叶片离体,叶柄插入盛满水的试管中,左侧置于正常光照下,右侧置于正常光照或高光下(图1),40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率(图2)。
根据__________ 组的实验数据可以推测,在夏季晴天,若树木中层叶片的部分区域被高光照射,叶面出现光斑,则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明,AOX途径可以___________________________________ 。
(1)交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上,它可以催化O2与[H]生成
(2)进一步研究表明,AOX途径可能与光合作用有关,科研人员对此进行深入研究。
①光合作用过程中,光能被分布于叶绿体
②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组,用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧,然后将4组叶片离体,叶柄插入盛满水的试管中,左侧置于正常光照下,右侧置于正常光照或高光下(图1),40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率(图2)。
根据
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【推荐1】为探究光照强度对棉花生长的影响,研究人员利用中棉所19号品种进行相关实验,结果如下,请回答下列问题:(CK为对照组,气孔阻力主要取决于气孔开张度,气孔全开时阻力最小)
(1)绿色植物中的叶绿素主要吸收_________ ,提取光合色素时加入CaCO3的作用是_________ 。
(2)结合上表数据,请分析遮荫下棉花光合速率下降的原因是_________ 。
(3)光化学效率是指在光合作用过程中,光合色素吸收光能转化为有机物中化学能的效率。遮荫条件下,棉花的光化学效率比自然光照下更___________ ,请从环境因素分析其可能原因是__________ 。
处理 | 叶绿素含量 | 光合速率 | 气孔阻力 | 细胞间隙CO2浓度 | 光化学效率 |
中棉所19(CK) | 6.754 | 19.77 | 0.3306 | 283 | 0.698 |
中棉所19(遮荫) | 6.637 | 16.83 | 0.5141 | 272 | 0.744 |
(2)结合上表数据,请分析遮荫下棉花光合速率下降的原因是
(3)光化学效率是指在光合作用过程中,光合色素吸收光能转化为有机物中化学能的效率。遮荫条件下,棉花的光化学效率比自然光照下更
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【推荐2】洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶。管状叶伸展于空中可进行光合作用;鳞片叶层层包裹形成鳞茎,富含营养物质。某小组以紫色洋葱为材料进行如下三个实验,据图回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中可用________ (溶剂)提取色素。为防止色素被破坏,步骤①研磨时需加入的物质是________ 。色素成功分离后,滤纸条上距滤液细线最远的色素带的颜色是________ 。
(2)实验Ⅱ步骤②后需观察细胞中紫色中央液泡的大小以及________ 的位置,后者具有选择透过性与________ (填结构名称)有关。某同学在完成步骤③后进行了长时间的观察,经步骤④后观察发现细胞状态无明显变化,可能的原因是________________________ 。
(3)实验Ⅲ中制作根尖临时装片需要经过解离、________ 、制片等步骤;步骤⑤用拇指轻轻地按压盖玻片的目的是________ ,有利于观察。⑥是某同学观察时拍摄的两张显微照片,Ⅰ中细胞的核DNA与染色体的数目之比为________ ;Ⅱ中细胞所处有丝分裂时期的主要特点是________________ 。
(1)实验Ⅰ中可用
(2)实验Ⅱ步骤②后需观察细胞中紫色中央液泡的大小以及
(3)实验Ⅲ中制作根尖临时装片需要经过解离、
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【推荐3】回答下列有关光合作用的问题:为证明光照是光合作用必需的,某兴趣小组设计实验内容和结果如下表所示:
注:BTB是一种酸碱指示剂,在碱性溶液中呈蓝色,在酸性溶液中呈黄色,在中性溶液中基本仍呈淡蓝色。
(1)本实验的对照组是表中的_______ 组,因变量的检测指标是_______ 。C瓶中溶液变为淡蓝色,说明___________________________ 。
(2)测量从某植物叶片分离得到叶绿体的光合速率,该速率___________ (填“大于”、“等于”或“小于”)测得的该植物叶片的光合速率(表观光合速率),理由是__________________ 。
(3)某兴趣小组探究光照对叶绿体中G酶活性的影响,将正常生长的盆栽花生在暗处放置24h后,再给予光照和黑暗处理,并定时剪取叶片测定叶绿体中G酶活性。(说明:G酶是 GAP 脱氢酶的简称,是光合作用碳反应中唯一能利用NADPH还原三碳酸分子的酶)。
①下列能反映G酶活性的是___________ 。
A.单位时间内 ATP 的生成速率 B.单位时间内NADPH的氧化速率
C.单位时间内氧气的产生速率 D.单位时间内CO2的固定速率
②构建体外测定叶绿体中G酶活性的反应体系,除了相关酶、缓冲物质与酶保护剂外,还需要下列的物质和条件中的___________ 。
A.适宜的温度 B.NADPH C.三碳酸分子 D.RuBP
③学习小组发现叶绿体中G酶在光照条件下活性较高,在黑暗条件下G 酶活性较低。据此提出一项提高大棚栽培作物产量的合理措施是___________ 。
(4)请根据所学知识分析本题中使用的BTB溶液的中文名称是_______________ 溶液。
(5)叶绿体中色素提取和分离实验中纸层析后得到的四条色素带中,最宽的色素带的颜色及色素名称是:__________________________ 。
组别 | 材料设置 | 条件 | 实验前 BTB 溶液颜色 | 实验后 BTB 溶液颜色 |
A | 无叶圆片 | 有光 | 黄绿色 | 黄绿色 |
B | 有叶圆片 | 遮光 | 黄绿色 | 黄色 |
C | 有叶圆片 | 有光 | 黄绿色 | 淡蓝色 |
(1)本实验的对照组是表中的
(2)测量从某植物叶片分离得到叶绿体的光合速率,该速率
(3)某兴趣小组探究光照对叶绿体中G酶活性的影响,将正常生长的盆栽花生在暗处放置24h后,再给予光照和黑暗处理,并定时剪取叶片测定叶绿体中G酶活性。(说明:G酶是 GAP 脱氢酶的简称,是光合作用碳反应中唯一能利用NADPH还原三碳酸分子的酶)。
①下列能反映G酶活性的是
A.单位时间内 ATP 的生成速率 B.单位时间内NADPH的氧化速率
C.单位时间内氧气的产生速率 D.单位时间内CO2的固定速率
②构建体外测定叶绿体中G酶活性的反应体系,除了相关酶、缓冲物质与酶保护剂外,还需要下列的物质和条件中的
A.适宜的温度 B.NADPH C.三碳酸分子 D.RuBP
③学习小组发现叶绿体中G酶在光照条件下活性较高,在黑暗条件下G 酶活性较低。据此提出一项提高大棚栽培作物产量的合理措施是
(4)请根据所学知识分析本题中使用的BTB溶液的中文名称是
(5)叶绿体中色素提取和分离实验中纸层析后得到的四条色素带中,最宽的色素带的颜色及色素名称是:
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【推荐1】水分胁迫是影响作物生长和产量的主要环境因子之一。水分胁迫对产量的影响主要是通过影响植物叶片的光合机制,以降低其光合性能。在水分胁迫条件下,为减少水分散失,植物叶片部分气孔关闭。某实验小组欲采用水分胁迫处理,研究短时水分胁迫对三种品种水稻叶片光合作用的影响,实验结果如图所示。回答下列相关问题:
(1)在光合作用过程中,水作为______ 反应的原料,该反应的场所是水稻叶肉细胞的______ 上。90min时,______ (填“能”或“不能”)确定豫粳六号的光合速率大于738的,原因是____________ 。
(2)实验中,三种品种水稻水分胁迫150min时,利用光能速率降低,______ 合成受阻,最终影响光合作用暗反应的进行,导致净光合速率大幅下降。
(3)在本实验过程中,0~60 min,可能是______ ,引起胞间CO2浓度下降,进而引起净光合速率下降:60~120 min,胞间CO2浓度开始上升,而净光合速率持续下降,其原因可能是____________ (答出1点)。
(1)在光合作用过程中,水作为
(2)实验中,三种品种水稻水分胁迫150min时,利用光能速率降低,
(3)在本实验过程中,0~60 min,可能是
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【推荐2】夏季晴朗的一天,将一盆水稻幼苗置于密闭透明装置内,然后放在户外,用CO2传感器测得一段时间内装置中CO2浓度的变化如下图所示。请回答下列问题:
(1)一个叶肉细胞有氧呼吸产生的CO2进入相邻叶肉细胞的叶绿体中,在______ (填结构名称)中与______ 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的______ 。
(2)A点对应的时刻,水稻叶肉细胞产生ATP的场所有______ ,该时刻______ (填“是”或“不是”)水稻幼苗开始进行光合作用的时刻。
(3)B点对应的时刻,如果突然完全遮光,则短时间内叶绿体中C3含量______ (填“增加”或“减少”)。一天之内,在______ 点对应的时刻,水稻幼苗积累的有机物最多。
(4)某课题小组研究红光与蓝光对水稻幼苗光合作用的影响,发现蓝光情况下叶肉细胞光合速率较高。已知蓝光情况下气孔导度较大,气孔导度越大,气孔开放程度越高。请据此分析原因:_____________________ 。
(1)一个叶肉细胞有氧呼吸产生的CO2进入相邻叶肉细胞的叶绿体中,在
(2)A点对应的时刻,水稻叶肉细胞产生ATP的场所有
(3)B点对应的时刻,如果突然完全遮光,则短时间内叶绿体中C3含量
(4)某课题小组研究红光与蓝光对水稻幼苗光合作用的影响,发现蓝光情况下叶肉细胞光合速率较高。已知蓝光情况下气孔导度较大,气孔导度越大,气孔开放程度越高。请据此分析原因:
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【推荐3】卡尔文因探明二氧化碳中碳在光合作用转化成为有机物中碳的途径而获得诺贝尔奖,此途径后 来被称为卡尔文循环。卡尔文将14CO2注入小球藻悬浮液,给予实验装置不同时间(0<t1<t2<t3<t4<t5)的光照,分析14CO2去向。结果见下表:
注:表中①〜⑥依次代表不同的有机物。
回答有关问题:
(1)本实验利用小球藻研究光合作用的___________ 阶段,不同时间的产物为本实验的___________ 变量。
(2)从实验结果可推测14C的转移途径为14CO2→___________ (用表中序号表示),只做光照时间为t5的实验,___________ (填“能”或“不能)确定出放射性化合物出现的先后顺序。
(3)培养相当短的时间之后,需将小球藻浸入热的乙醇中杀死细胞,使___________ ,才能测定放射性物质的分布。
(4)卡尔文循环需要光反应过程中产生的[H],[H]最初来源于物质____________________ 。
光照时间 | 0 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
分离出的放射性化合物 | 无 | ① | ①② | ①②③ | ①②③④⑤ | ①②③④⑤⑥ |
注:表中①〜⑥依次代表不同的有机物。
回答有关问题:
(1)本实验利用小球藻研究光合作用的
(2)从实验结果可推测14C的转移途径为14CO2→
(3)培养相当短的时间之后,需将小球藻浸入热的乙醇中杀死细胞,使
(4)卡尔文循环需要光反应过程中产生的[H],[H]最初来源于物质
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