锌是植物必需的微量元素之一。科研人员探究缺锌对苹果植株叶片光合作用速率的影响,得到的实验结果如下表。分析并回答下列问题:
注:FW表示鲜重;气孔导度表示的是气孔张开的程度,CO2可通过气孔扩散进入植物体。
(1)叶绿素主要分布在叶绿体的___ ,常选择有机溶剂___ 提取光合色素,并用___ 法对其分离。
(2)本实验的自变量是___ 。据表分析,缺锌导致净光合速率下降的主要原因是___ 含量下降,导致光反应速率降低,使得光反应为卡尔文循环提供的___ 、___ 减少,进而影响了卡尔文循环的___ 过程。
(3)据表分析,A组气孔导度高于C组,而胞间CO2浓度却低于C组,主要原因是A组的___ 高于C组,即单位时间单位叶面积消耗的CO2更多。
组别 | 锌含量(mg·kg-1) | 叶绿素含量(mg·g-1.FW-1) | 净光合速率(μmol·m-2·s-1) | 气孔导度(mol·m-2·s-1) | 胞间CO2浓度(ppm) |
A组 | 21.9 | 3.18 | 16.6 | 443 | 180 |
B组 | 15.0 | 3.03 | 14.8 | 430 | 277 |
C组 | 11.2 | 1.51 | 12.1 | 410 | 295 |
(1)叶绿素主要分布在叶绿体的
(2)本实验的自变量是
(3)据表分析,A组气孔导度高于C组,而胞间CO2浓度却低于C组,主要原因是A组的
更新时间:2024-02-23 22:23:45
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【推荐1】下图1为某同学“探究环境因素对光合作用的影响”活动的实验装置。图2为研究影响玉米根尖细胞线粒体耗氧速率因素的实验结果,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化。请回答:
(1)图1装置可用于研究__________ 对光合速率的影响,该实验光合速率的大小是用一定时间内____________ 表示,该数值 _____________ (填“大于”或“小于”或“等于”)该植物叶绿体固定二氧化碳的速率。在光照适宜的条件下,玻璃罩内二氧化碳浓度的变化趋势是_____________ (填“下降至零”或“下降后又上升”或“下降后稳定”)。
(2)若利用图1内的植物进行“光合色素的提取与分离”活动。在光合色素提取时,需要加入________________ 保护色素。点样时,用毛细吸管吸取少量滤液,在滤纸条上画出一条细而直的滤液细线,在画滤液细线时,要注意_________________ 。在分离色素时,要注意滤纸上的滤液细线要___________________ 层析液液面。
(3)图2中加入的呼吸底物为________________ 。呼吸底物的分解产物,除了释放到线粒体外的CO2,还有与特殊分子结合的 ____________ ,并经过复杂的步骤传递给氧,最终形成水。过程②比③耗氧速率低的主要原因是_____________ 。
(1)图1装置可用于研究
(2)若利用图1内的植物进行“光合色素的提取与分离”活动。在光合色素提取时,需要加入
(3)图2中加入的呼吸底物为
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【推荐2】番茄是生物学中常用的实验材料。阅读下面材料,回答问题:
材料一:某班学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSⅡ和PSⅠ是吸收、传递、转化光能的光系统。请回答下列问题:
(1)分析图甲所示实验结果可知,含量最多的色素为______ ,可见光通过三棱镜后,照射到材料一中的色素提取液,发现其对______ 光的吸收明显减少。
(2)PSⅡ中的色素吸收光能后,将H2O分解为H+和______ 。图乙中为过程③供能的物质是______ 。
材料二某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(亚高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
注:两组实验,除温度和光照有差异外,其余条件相同且适宜。
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降并不是由于_____ 导致光合作用缺乏原料CO2造成的,而是由于_____ 下降影响了②过程的速率,进而引起光能的转化效率降低。此条件下的光反应产物NADPH和ATP在叶绿体中的含量_____ (选填“增加”、“减少”或“不变”),番茄所吸收的光能已经是过剩光能了。
(4)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,且过剩的光能可使D1蛋白失活。某研究者利用番茄植株进行了三组实验,①组的处理为同(2)中的CK,②组的处理为__________ ,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HH 条件下培养,定期测定各组植株的净光合速率(Pn),实验结果如图丙。根据实验结果分析,番茄缓解亚高温高光对光合作用抑制的机制是_________________
材料一:某班学生进行新鲜番茄植株叶片色素的提取和分离实验,研磨时未加入CaCO3,实验结果如图甲所示。图乙是番茄植株进行光合作用的示意图,其中PSⅡ和PSⅠ是吸收、传递、转化光能的光系统。请回答下列问题:
(1)分析图甲所示实验结果可知,含量最多的色素为
(2)PSⅡ中的色素吸收光能后,将H2O分解为H+和
材料二某研究者测得番茄植株在CK条件(适宜温度和适宜光照)和HH条件(亚高温高光)下,培养5天后的相关指标数据如下表。
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活性/(U·mL-1) |
CK | 25 | 500 | 12.1 | 114.2 | 308 | 189 |
HH | 35 | 1000 | 1.8 | 31.2 | 448 | 61 |
(3)由表中数据可以推知,HH条件下番茄净光合速率的下降并不是由于
(4)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,且过剩的光能可使D1蛋白失活。某研究者利用番茄植株进行了三组实验,①组的处理为同(2)中的CK,②组的处理为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】植物生长在高盐环境下,受到高渗透势的影响称为盐胁迫。矮壮素是一种优良的植物生长调节剂,能使植株变矮、茎秆变粗、叶色变绿,可使作物耐旱、耐涝、抗盐碱,防止作物徒长倒伏。为探究盐胁迫条件下外源矮壮素对水稻叶片光合作用的影响,科研人员进行了相关实验,部分结果如图所示。请回答下列问题:
(1)欲探究正常土壤中喷施蒸馏水和喷施矮壮素的叶片叶绿素含量是否存在差异,可分别对喷施蒸馏水和喷施矮壮素的叶片的光合色素进行提取与分离,观察滤纸条上从上到下第______ 条色素带的宽度;也可利用分光光度计在某一特定波长测定光合色素提取液的吸光度,用公式计算出提取液中各色素的含量,检测叶绿素含量时选择红光区域而不是蓝紫光区域波长的目的是________________________ 。
(2)分析图1,对水稻叶片喷施适宜浓度的矮壮素能减弱盐胁迫的影响吗?______ ,依据是________________________ 。
(3)结合图2和图3分析,盐胁迫土壤中水稻净光合速率的降低主要是气孔导度降低导致的吗?______ ,依据是________________________ 。
(4)为了指导农业生产,请设计实验探究同时施用适宜浓度的矮壮素和适量的氮肥提高水稻光合作用速率的效果是否好于各自单独施用的效果,简要写出实验思路________________________ 。
(1)欲探究正常土壤中喷施蒸馏水和喷施矮壮素的叶片叶绿素含量是否存在差异,可分别对喷施蒸馏水和喷施矮壮素的叶片的光合色素进行提取与分离,观察滤纸条上从上到下第
(2)分析图1,对水稻叶片喷施适宜浓度的矮壮素能减弱盐胁迫的影响吗?
(3)结合图2和图3分析,盐胁迫土壤中水稻净光合速率的降低主要是气孔导度降低导致的吗?
(4)为了指导农业生产,请设计实验探究同时施用适宜浓度的矮壮素和适量的氮肥提高水稻光合作用速率的效果是否好于各自单独施用的效果,简要写出实验思路
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(0.4)
【推荐1】图1是发生在某高等植物叶肉细胞内的两项生理作用及相互之间的联系,其中①-⑦表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示特定位置,图2是光合作用最适温度条件下测得的该植物光照强度吸收量之间的关系曲线图,请据图回答下列问题:
(1)在位置Ⅰ发生的能量变化过程应为:光能转变为_______ 中的化学能。卡尔文循环中的关键步骤是_____________ 。
(2)物质⑤是_____________ ,它在需氧呼吸的_____________ 阶段产生。
(3)如果图2植物的叶肉细胞正处于图1中两项生理作用之间气体交换的平衡状态,此时的光照强度应为_____________ (填“<b”、“=b”或“>b”),如果这时升高环境温度,c1应该_____________ (填“上升”或“下降”)。
(4)取若干大小相同、生理状态相似的该植物叶片,分组进行光合作用实验。在不同温度条件下先进行暗处理1小时,测定氧气含量变化:再立刻光照1小时,测定氧气含量变化。
得到的测定结果如下表所示,则光合作用过程中,在_____________ ℃下有机物合成最多。
(1)在位置Ⅰ发生的能量变化过程应为:光能转变为
(2)物质⑤是
(3)如果图2植物的叶肉细胞正处于图1中两项生理作用之间气体交换的平衡状态,此时的光照强度应为
(4)取若干大小相同、生理状态相似的该植物叶片,分组进行光合作用实验。在不同温度条件下先进行暗处理1小时,测定氧气含量变化:再立刻光照1小时,测定氧气含量变化。
得到的测定结果如下表所示,则光合作用过程中,在
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【推荐2】提高光合作用效率,对于提高作物产量具有重要意义。科研人员发现,植物气孔的开闭变化可以影响光合作用效率,且该过程受到光照强度的影响。
(1)气孔的开闭,可以直接影响光合作用的________ 反应,进而影响光合作用速率。植物通过气孔从外界吸收CO2,在酶的作用CO2 下与C5 结合的过程,称作________ 。除CO2 外,影响光合作用的环境因素还有________ (请写出两项)。
(2)科研人员测定了野生型、气孔突变体1 和气孔突变体2 的气孔开放程度(用气孔导度表示)和CO2 同化率,实验结果如图1 所示。
① 与野生型相比,突变体1 和突变体2 气孔开放程度的变化是________ 。
② 图1 结果说明,一段时间内,提高气孔导度能________ 。
(3)自然条件下光照强度是波动的。研究人员在重复波动的光照强度下进一步实验,结果如图2。
① 据图可知,在重复波动光的强光阶段,________ 。
② 在重复波动光的弱光阶段,突变体气孔导度________ 野生型,但CO2 同化率________ 野生型,推测可能的原因是________ 。
(1)气孔的开闭,可以直接影响光合作用的
(2)科研人员测定了野生型、气孔突变体1 和气孔突变体2 的气孔开放程度(用气孔导度表示)和CO2 同化率,实验结果如图1 所示。
① 与野生型相比,突变体1 和突变体2 气孔开放程度的变化是
② 图1 结果说明,一段时间内,提高气孔导度能
(3)自然条件下光照强度是波动的。研究人员在重复波动的光照强度下进一步实验,结果如图2。
① 据图可知,在重复波动光的强光阶段,
② 在重复波动光的弱光阶段,突变体气孔导度
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【推荐3】CO2是制约水生植物光合作用的重要因素,研究揭示了衣藻浓缩CO2(CCM)的机制。
(1)水中的HCO3-(Ci)可以逆浓度梯度通过_____ 的方式进入衣藻细胞。“蛋白核”是真核藻类所特有的结构,其内富含催化CO2固定的酶(Rubisco),推测蛋白核所处的细胞部位是_____ 。
(2)初步推测衣藻CCM与类囊体的两种电子转运蛋白P和F有关,因此构建了衣藻的P、F基因失活突变体,检测野生型和突变体的K1/2Ci(达到1/2最大净光合速率所需Ci的浓度),结果如图1所示。
K1/2Ci值越大说明衣藻CCM能力越_____ 。实验结果表明_____ 。
(3)为进一步研究衣藻CCM的机制,向细胞质基质中注入Ci,检测类囊体腔H+浓度变化和细胞质基质中Ci的浓度变化,结果如图2、图3所示(实线为类囊体腔H+浓度变化,虚线为细胞质基质中Ci的浓度变化。箭头代表在该时刻向细胞质基质注射Ci。阴影表示无光照)。
根据实验结果推测衣藻CCM的机制,合理的是_____。
(4)举例说明衣藻CCM研究的应用。_____
(1)水中的HCO3-(Ci)可以逆浓度梯度通过
(2)初步推测衣藻CCM与类囊体的两种电子转运蛋白P和F有关,因此构建了衣藻的P、F基因失活突变体,检测野生型和突变体的K1/2Ci(达到1/2最大净光合速率所需Ci的浓度),结果如图1所示。
K1/2Ci值越大说明衣藻CCM能力越
(3)为进一步研究衣藻CCM的机制,向细胞质基质中注入Ci,检测类囊体腔H+浓度变化和细胞质基质中Ci的浓度变化,结果如图2、图3所示(实线为类囊体腔H+浓度变化,虚线为细胞质基质中Ci的浓度变化。箭头代表在该时刻向细胞质基质注射Ci。阴影表示无光照)。
根据实验结果推测衣藻CCM的机制,合理的是_____。
A.P和F在转运电子的过程中降低了类囊体腔的pH |
B.P和F在转运电子的过程中增加了类囊体腔的pH |
C.细胞质基质中的Ci通过转运蛋白最终进入类囊体腔 |
D.细胞质基质中的Ci通过转运蛋白最终进入蛋白核 |
E.类囊体腔中Ci与H+反应生成CO2,再进入蛋白核 |
F.蛋白核中Ci与H+反应生成CO2,Rubisco催化其固定 |
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(0.4)
【推荐1】图甲是高等植物及叶绿体局部结构模式图。图甲中数字代表结构,字母代表物质。图乙表示在最适温度25 ℃时,该植物从外界吸收CO2的速率随光强度变化的曲线,据图回答下列问题。
(1)在图中③处分布着________ ,其主要吸收的光是____________ ,并可将光能转化为[__ ]中的化学能。
(2)在卡尔文循环中,每个[________ ]接受来自NADPH分子中的氢和ATP分子中的________ 后被还原成三碳糖。此产物大部分可以转化成________ 后运至各个组织器官。
(3)如果将该植物先置于图乙中A点的条件下10 h,接着置于C点的条件下14小时,则在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为________ mg。如果将该植物置于30 ℃条件下进行同样的实验,则图乙中C点应该向________ 移动。
(1)在图中③处分布着
(2)在卡尔文循环中,每个[
(3)如果将该植物先置于图乙中A点的条件下10 h,接着置于C点的条件下14小时,则在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量(用CO2吸收量表示)为
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【推荐2】近年来我国探索并推广玉米-大豆带状复合种植技术,通过大豆、玉米高矮作物空间错位搭配(如图所示),最大限度发挥土地潜力,助农增产增收。
回答下列问题:
(1)玉米-大豆带状复合种植技术能增产增收的原因:①大豆根系中的根瘤菌具有良好固氮能力,氮素可用于合成____ (写出2种)等物质,参与光合作用过程。②充分利用边行优势(大田种植时,边行作物的生长发育比中间行作物表现好),这种优势出现的原因是____ 。
(2)玉米-大豆带状复合种植时若间距过小,大豆容易因玉米遮阴出现茎秆过度伸长的现象,这虽有利于长高,吸收更多光能,但由于需要消耗更多光合产物用于长高,使得光合产物向种子转移量____ (填“减少”、“增多”、“不变”),导致大豆收成有所降低。表格为甲、乙两个品系的大豆植株分别置于正常光和弱光下处理后相关光合作用参数。
①叶肉细胞中的叶绿素分布在____ ,作用是____ ,主要吸收可见光中的____ 。分析表格数据,在弱光下品系甲、乙的大豆植株叶绿素含量均升高,其生理意义是____ 。
②依据上表数据可知,品系____ 的大豆植株耐阴能力更强,判断依据是____ 。
(3)综上分析,玉米-大豆带状复合种植技术产生的生态效益有____ 。
项目 | 品系甲 | 品系乙 | ||
正常光 | 弱光 | 正常光 | 弱光 | |
净光合速率(μmolCO2/m2•s) | 11.39 | 10.18 | 11.64 | 6.25 |
叶绿素含量(mg/g) | 1.78 | 2.01 | 1.41 | 2.32 |
气孔导度(molH2O/ m2•s) | 0.05 | 0.11 | 0.12 | 0.04 |
胞间CO2浓度(μmolCO2/m2•s) | 111.8 | 216.2 | 274.2 | 207.2 |
(1)玉米-大豆带状复合种植技术能增产增收的原因:①大豆根系中的根瘤菌具有良好固氮能力,氮素可用于合成
(2)玉米-大豆带状复合种植时若间距过小,大豆容易因玉米遮阴出现茎秆过度伸长的现象,这虽有利于长高,吸收更多光能,但由于需要消耗更多光合产物用于长高,使得光合产物向种子转移量
①叶肉细胞中的叶绿素分布在
②依据上表数据可知,品系
(3)综上分析,玉米-大豆带状复合种植技术产生的生态效益有
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真题
【推荐3】植物的光合作用受多种因素的影响。回答下列问题:
(1)上图表示了__________ 对某种C3植物和某种C4植物______ 的影响。当光照强度大于p时,C3植物和C4植物中光能利用率高的是_________ 植物。通常提高光能利用率的措施有_______ 的面积,补充_________ 气体等。
(2)在光合作用过程中,C4植物吸收的CO2被固定后首先形成_________ 化合物。
(3)C3植物光合作用的暗反应需要光反应产生的ATP和NADPH,这两种物质在叶绿体内形成的部位是_________ 。NADPH的中文简称是______ ,其在暗反应中作为_______ 剂,用于糖类等有机物的形成。
(1)上图表示了
(2)在光合作用过程中,C4植物吸收的CO2被固定后首先形成
(3)C3植物光合作用的暗反应需要光反应产生的ATP和NADPH,这两种物质在叶绿体内形成的部位是
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