景天类植物多生长于沙漠等炎热地区,通过特有的景天酸代谢(CAM)途径固定CO2。白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,植物一般具有肉质的茎叶,经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式,如下图所示,请回答下列问题:
(1)由图可知NADH的作用是____________ ,有氧呼吸过程可以产生NADH的阶段有____________ 。
(2)景天类植物在__________ (填“白天”或“黑夜”)时进行卡尔文循环,发生的具体场所是_________ 。
(3)夜间,CO2被____________ 固定形成____________ ,并最终以苹果酸的形式储存于液泡中。CAM植物白天气孔开放程度小,夜晚开放程度大,其意义是____________ 。
(4)植物受干旱胁迫时,质膜会受到不同程度的破坏,丙二醛(MDA)含量增高;现欲通过实验从景天科植物中筛选耐干旱的绿化植物,请简要说明实验思路。____________ 。
(1)由图可知NADH的作用是
(2)景天类植物在
(3)夜间,CO2被
(4)植物受干旱胁迫时,质膜会受到不同程度的破坏,丙二醛(MDA)含量增高;现欲通过实验从景天科植物中筛选耐干旱的绿化植物,请简要说明实验思路。
更新时间:2024-02-22 09:55:59
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【推荐1】甜瓜是我国主要水果之一,其果实香气浓郁,甘美多汁,深受人们喜爱。甜瓜是不耐寒喜温的作物,在幼苗期甜瓜最适宜的生长温度为28~30℃。在我国北方地区,研究人员采用人工控制温度条件的方法,以我国厚皮甜瓜黄河蜜为材料,研究甜瓜幼苗对低温逆境的适应性及其生理生态机制,从而为培育耐冷性甜瓜提供理论基础,部分结果如图所示。回答下列相关问题:
(1)为模拟北方自然环境温度,图中15℃/5℃、20℃/10℃、25℃/15℃均分别表示人工控制的白天和晚上温度,晚上温度均降低,其意义是_____________________ 。
(2)胞间CO2可来源于__________ ,CO2浓度会直接影响光合作用的__________ 阶段,进而影响植物的光合速率;据以上两图可知,在人工控温1~5d内,甜瓜净光合速率的大小与胞间CO2度的大小呈__________ (填“正相关”或“负相关”)。
(3)甜瓜果实中的有机物主要由叶片供应,有资料显示,叶片中有机物的积累会抑制叶片光合速率。为验证该结论,某兴趣小组进行了以下操作:将生长状况相似的、长有甜瓜的植株均分成两组,对照组在适宜光照、温度、CO2条件下培养,实验组摘除甜瓜果实,在相同外界条件下培养,检测两组叶片的__________ 释放速率。
预期实验结果:___________________________________ 。
(1)为模拟北方自然环境温度,图中15℃/5℃、20℃/10℃、25℃/15℃均分别表示人工控制的白天和晚上温度,晚上温度均降低,其意义是
(2)胞间CO2可来源于
(3)甜瓜果实中的有机物主要由叶片供应,有资料显示,叶片中有机物的积累会抑制叶片光合速率。为验证该结论,某兴趣小组进行了以下操作:将生长状况相似的、长有甜瓜的植株均分成两组,对照组在适宜光照、温度、CO2条件下培养,实验组摘除甜瓜果实,在相同外界条件下培养,检测两组叶片的
预期实验结果:
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【推荐2】为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12g•m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12g•m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
回答下列问题:
(1)光反应中H2O光解的产物是________ 。
(2)光合作用必需的含氮物质有________ (写出两种即可)。相比对照组,施氮组光合速率更大的原因是_______________________ 。
(3)为了检测叶绿素含量的变化,可以用溶剂________ 提取光合色素,并加入________ 防止其分解,再用________________ 法测定叶绿素的含量。
(4)施氮肥同时补充水分,玉米有更大的光合速率,一是有利于______________________ ,促进根系对氮的吸收,合成更多的叶绿素和RuBP羧化酶;二是有利于___________________ ,保证叶肉细胞CO2的供应。
生理指标 | 对照组 | 施氮组 | 水+氮组 |
气孔导度(mmol·m-2·s-1) | 85 | 65 | 196 |
叶绿素含量(mg·g-1) | 9.8 | 11.8 | 12.6 |
RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1) | 316 | 640 | 716 |
光合速率(μmol·m-2·s-1) | 6.5 | 8.5 | 11.4 |
(1)光反应中H2O光解的产物是
(2)光合作用必需的含氮物质有
(3)为了检测叶绿素含量的变化,可以用溶剂
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【推荐3】淀粉是粮食最主要的成分,主要由农作物通过光合作用固定二氧化碳生产。2021年9月24日在国际权威杂志《科学》发表了有关中国科学家人工合成淀粉的重大科技突破成果论文,引起全球关注。研究团队设计了只需11步主反应的非自然二氧化碳固定与淀粉合成新途径,在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成,其过程简图如图:
(1)绿色植物光合作用过程中CO2合成糖类的反应场所在__________ 。图中人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环相似,可以推测人工合成淀粉过程中应加入__________ ,反应才能高效完成。
(2)植物细胞中的光合色素能将吸收的太阳能转变为___________ 。研究者在人工合成淀粉过程中,首先利用太阳能发电,然后利用电能将_________ 分解产生氢气,用于还原二氧化碳的反应。
(3)若在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,人工合成淀粉的积累量__________ (填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是__________ 。
(1)绿色植物光合作用过程中CO2合成糖类的反应场所在
(2)植物细胞中的光合色素能将吸收的太阳能转变为
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【推荐1】生活在干旱沙漠中的仙人掌,其叶肉细胞中存在特殊的固碳模式,具体过程如图所示,请分析并回答:
(1)仙人掌夜间能吸收来自大气中的CO2,通过一系列反应生成_________________ ,并储存于液泡中,达到固定CO2的目的。但该过程中叶绿体却没有合成糖类等有机物,其原因是________________________ 。
(2)白天气温升高,植物将气孔关闭以减少蒸腾作用,此时叶肉细胞中固定CO2的场所是_____________ ,该段时间内进行光合作用的机制是___________ 。
(3)为了利用现代生物学技术将仙人掌的这种固碳模式引入农作物,增强农作物抗旱能力,科学家对仙人掌的净光合速率进行进一步研究。若白天仙人掌叶肉细胞中每小时呼吸作用产生CO2为a mol,同时苹果酸每小时分解产生CO2为b mol,则白天该细胞每小时积累葡萄糖为________________________ mol(光合作用产物和呼吸作用底物均为葡萄糖)。研究发现,通过图示过程仙人掌积累的葡萄糖很少,则限制其光合作用的主要外界因素有_____________________________________________ (答两点即可)。
(1)仙人掌夜间能吸收来自大气中的CO2,通过一系列反应生成
(2)白天气温升高,植物将气孔关闭以减少蒸腾作用,此时叶肉细胞中固定CO2的场所是
(3)为了利用现代生物学技术将仙人掌的这种固碳模式引入农作物,增强农作物抗旱能力,科学家对仙人掌的净光合速率进行进一步研究。若白天仙人掌叶肉细胞中每小时呼吸作用产生CO2为a mol,同时苹果酸每小时分解产生CO2为b mol,则白天该细胞每小时积累葡萄糖为
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【推荐2】某同学设计了以下实验:在暗室中,他将打孔器获得的等量、等面积圆形叶片若干进行抽气处理后进行以下操作。请回答下列问题:
(1)正常情况下,叶绿体4种光合色素中,含量最多的是_________ ,类胡萝卜素主要吸收_________ 光。
(2)A组的作用是_________ ,此时叶肉细胞产生ATP的细胞器是_________ 。
(3)若试管与灯的距离由10cm变为40cm,则短时间内该植物叶肉细胞中C3的含量会_________ ,其原因是____________________________________ 。
(4)叶片上浮的原因是____________________________________ 。
组别 | 圆形叶数(片) | 试管与灯的距离(cm) | 清水(mL) | NaHCO3(g) | 每30min上浮叶片数量(片) |
A组 | 50 | 关闭白炽灯 | 40 | 5 | 0 |
B组 | 50 | 10 | 40 | 5 | 33 |
C组 | 50 | 20 | 40 | 5 | 21 |
D组 | 50 | 30 | 40 | 5 | 10 |
E组 | 50 | 40 | 40 | 5 | 5 |
(1)正常情况下,叶绿体4种光合色素中,含量最多的是
(2)A组的作用是
(3)若试管与灯的距离由10cm变为40cm,则短时间内该植物叶肉细胞中C3的含量会
(4)叶片上浮的原因是
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【推荐3】图1是长势相同、数量相等的甲、乙两品种的大豆幼苗,分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内的CO2含量图2表示在不同温度下,测定甲品种大豆叶片1cm2质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及实验结果,据图分析回答问题:
(1)图1中0~25min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是______ 含量。
(2)若将图1甲、乙两个品种大豆幼苗置于同一密闭的玻璃钟罩中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响的是______ 品种,判断依据是______ 。
(3)分析图2可知,该植物的呼吸速率可表示为______ mg·cm-2·h-1(用图中字母表示),实际光合速率可表示为______ mg·cm-2·h-1(用图中字母表示)。
(4)从图2分析,恒定在上述14℃下,维持10h光照,14h黑暗,该植物叶片100cm2增重了______ mg。
(1)图1中0~25min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是
(2)若将图1甲、乙两个品种大豆幼苗置于同一密闭的玻璃钟罩中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响的是
(3)分析图2可知,该植物的呼吸速率可表示为
(4)从图2分析,恒定在上述14℃下,维持10h光照,14h黑暗,该植物叶片100cm2增重了
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【推荐1】水稻和玉米在光合作用中CO2的利用途径有所差别,玉米可以固定较低浓度的CO2,如图1、2所示。光呼吸是在光驱动下将糖类氧化生成CO2和H2O的生化过程(见图3),正常生长条件下,光呼吸就可损耗掉光合产物的25%~30%,当O2/CO2偏高时,光呼吸的过程会加强。光呼吸在植物中普遍存在,图3是玉米中与光呼吸有关的代谢过程。
(1)图1中①代表_____ 过程,光反应可以为②过程提供_____ ,所以光照突然减弱时,C5含量_____ (增加/减少/不变)
(2)由图3可知RuBP羧化酶是一种双功能的酶,原因是:_____
(3)光呼吸过程中在线粒体内有NADH的生成,线粒体中NADH的作用是_____ 。
(4)结合图1、2、3分析,在夏季晴朗的中午,玉米与水稻相比,光呼吸更弱的是_____ ,原因是_____ 。
(1)图1中①代表
(2)由图3可知RuBP羧化酶是一种双功能的酶,原因是:
(3)光呼吸过程中在线粒体内有NADH的生成,线粒体中NADH的作用是
(4)结合图1、2、3分析,在夏季晴朗的中午,玉米与水稻相比,光呼吸更弱的是
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解题方法
【推荐2】某同学将菠菜叶中分离到的叶绿体制成悬浮液,悬浮液中加入铁盐,在光照下可以释放出O2。同时在给离体叶绿体悬浮液光照时发现,当向反应体系供给ADP、Pi时,体系中就会有ATP的产生。回答下列问题。
(1)新鲜的菠菜叶是提取光合色素常用材料。光合色素分布于叶绿体的______________ 上,若要将叶片中色素提取出来,需要在研磨过程中加入______________ 。若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是______________ 。
(2)该同学认为该实验可以证明光合作用产生氧气中的O全部来自水,你认为合理吗?并说明理由。______________ 。
(3)铁盐是作为氧化剂,与水结合将其分解产生H+和e-,以及O2,在叶肉细胞的叶绿体内参与光合作用的氧化剂是______________ 。其作用是______________ 。
(4)研究发现,在类囊体膜上存在一种ATP合酶,由突出于膜外的亲水头部和嵌入膜内的疏水尾部组成,在跨膜质子(H+)动力势的推动下合成ATP。下图为叶绿体中ATP和NADPH产生过程。请根据所学知识,据图详细解释叶绿体中ATP和NADPH产生机制______________ 。
(1)新鲜的菠菜叶是提取光合色素常用材料。光合色素分布于叶绿体的
(2)该同学认为该实验可以证明光合作用产生氧气中的O全部来自水,你认为合理吗?并说明理由。
(3)铁盐是作为氧化剂,与水结合将其分解产生H+和e-,以及O2,在叶肉细胞的叶绿体内参与光合作用的氧化剂是
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【推荐3】绿色植物的光合产物多以蔗糖的形式不断运出,若以淀粉形式在叶绿体积累,则不利于暗反应的继续进行,持续低温逆境胁迫会破坏叶绿体类囊体薄膜,同时使淀粉在叶绿体中积累。科研人员以某作物为实验材料,以大田平均温度10℃为对照(CK),设置3个低温处理组T1、T2、T3,分别为-2℃、-4℃、-6℃,研究不同低温胁迫对作物光合特性的影响,结果如下表所示:
(1)用_____ (填试剂)分别提取上述4组作物叶片中的色素,用纸层析法对其进行分离,结果发现CK组滤纸条下方的两条色素条带明显宽于低温处理后的3个实验组,说明低温能够_____ 。
(2)正常情况下,叶片的光合作用产物不会全部运输到其他部位,原因是_____ 。
(3)据表分析可知3个实验组的净光合速率比CK组低。有人推测其原因是低温降低了光合作用有关酶的活性。这一推测成立吗?为什么?_____
(4)研究发现,作物细胞中I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解,其细胞特有的Y蛋白能与I酶、A酶基因的启动子结合,而持续低温胁迫下Y基因过量表达株系的光合作用速率不会降低,试解释其原因是_____ 。
(5)研究发现,作物植株中OST1蛋白能够促进气孔打开。科研人员获得了光合速率明显降低的OST1基因功能缺失的突变体植株,并推测OST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控,进而影响气孔的开放程度。请以野生型和突变体作物作为实验材料,设计实验加以验证(简要写出实验思路即可)。_____
处理 | 净光合速率µmol·m-2·s-1 | 气孔导度µmmol·m-2·s-1 | 蒸腾速率µmol·m-2·s-1 | 胞间CO2浓度µmol·mol-1 |
CK | 16.2 | 512.6 | 3.7 | 261.4 |
T1 | 13.3 | 376.1 | 2.6 | 230.6 |
T2 | 8.6 | 272.8 | 1.8 | 276.3 |
T3 | 6.5 | 183.6 | 1.6 | 310.5 |
(1)用
(2)正常情况下,叶片的光合作用产物不会全部运输到其他部位,原因是
(3)据表分析可知3个实验组的净光合速率比CK组低。有人推测其原因是低温降低了光合作用有关酶的活性。这一推测成立吗?为什么?
(4)研究发现,作物细胞中I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解,其细胞特有的Y蛋白能与I酶、A酶基因的启动子结合,而持续低温胁迫下Y基因过量表达株系的光合作用速率不会降低,试解释其原因是
(5)研究发现,作物植株中OST1蛋白能够促进气孔打开。科研人员获得了光合速率明显降低的OST1基因功能缺失的突变体植株,并推测OST1基因表达受到光合作用产物(如蔗糖等)的调控,进而影响气孔的开放程度。请以野生型和突变体作物作为实验材料,设计实验加以验证(简要写出实验思路即可)。
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