光照条件下,叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合Rubisco的同一活性位点在Rubiseo的催化下与C5发生结合反应(如图所示)。CO2与C5结合生成PGA(3-磷酸甘油酸)即C3进入卡尔文循环;O2与C5结合经一系列反应释放CO2,该过程称为光呼吸。研究发现强光时会造成叶肉细胞中积累ATP和NADPH,这些物质积累会产生自由基损伤叶绿体。
回答下列问题:
(1)Rubisco发挥作用的具体场所是____________________ ,C3进入卡尔文循环最终形成的光合作用产物中___________________ 可以进入筛管通过韧皮部运输到植株各处。
(2)如果在较强光下,光呼吸加强,一方面部分C5与O2结合使________________ ,从而减少了光合产物的形成和积累;另一方面通过消耗_____________________ ,而造成了能量的损耗。所以一般来说高浓度O2环境在一定程度上会造成农作物减产。
(3)强光照射后短时间内,植物暗反应达到一定速率后不再增加,可能原因有______________________ (答出1种原因即可),但氧气的产生速率继续增加,分析该现象的可能原因是____________________________ 。这时植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可能导致植物光合作用速率下降,从该角度分析光呼吸存在的意义是________________________________________ 。
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回答下列问题:
(1)Rubisco发挥作用的具体场所是
(2)如果在较强光下,光呼吸加强,一方面部分C5与O2结合使
(3)强光照射后短时间内,植物暗反应达到一定速率后不再增加,可能原因有
更新时间:2024-03-12 18:26:38
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【推荐1】叶肉细胞(源)中合成的蔗糖,首先运进普通伴胞,然后经胞间连丝进入筛管,进行长距离运输(图1)。蔗糖通过长距离运输到达库组织并从韧皮部卸出,图2表示蔗糖通过韧皮部卸出的三条途径,请回答:
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(1)叶肉细胞中光反应阶段水被分解为O2、H+和高能电子e-,H+和高能电子e-与氧化型辅酶Ⅱ结合生成__________ ,场所是____________ 。光合产物从叶片中输出的速率升高,叶片的光合速率会_________ 。
(2)图1过程②中蔗糖进入普通伴胞的直接动力来自于_____________ 。蔗糖经过程④水解成己糖(六碳糖),己糖经一系列反应分解为__________ ,然后进入线粒体彻底氧化分解。
(3)根据图1和图2可知,蔗糖酶分布的场所有_________ 。推测图2中三条途径中效率最高的途径是________ 。
(4)科研人员为了研究不同叶(源)果(库)比对苹果光合作用和果实品质影响,结果如下表。其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比,其他叶片是指距果实20cm以外叶片。
①实验开始前需要对结果枝进行基部环剥处理,其目的是_______ 。
②适当去叶后叶片的光合速率增大,可能的原因有__________ 。
A.叶绿素含量上升
B.Rubisco酶活性上升
C.苹果树形紧凑,去叶后每片叶子吸收的光能增加
D.去叶导致光合产物被果快速吸收,从而带动源叶净光合速率
③根据该实验结果,给生产中苹果树整形修剪的具体建议____________
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/61ff9a17-cb13-4275-9139-d571c18f33e1.png?resizew=367)
(1)叶肉细胞中光反应阶段水被分解为O2、H+和高能电子e-,H+和高能电子e-与氧化型辅酶Ⅱ结合生成
(2)图1过程②中蔗糖进入普通伴胞的直接动力来自于
(3)根据图1和图2可知,蔗糖酶分布的场所有
(4)科研人员为了研究不同叶(源)果(库)比对苹果光合作用和果实品质影响,结果如下表。其中光合产物输出比是指叶片输出有机物的量占光合产物总量的百分比,其他叶片是指距果实20cm以外叶片。
叶果比 | 叶绿素含量/mg·g-1 | 光合速率/μmol·m-2·s-1 | Rubisco酶活性/μmol(CO2)g-1·m-2 | 13C叶片同化产物输出比率% | 单果质量/g | |
CK | 50:1(不摘叶) | 2.14 | 14.46 | 8.31 | 25% | 231.6 |
T1 | 20:1(均匀摘叶) | 2.27 | 15.33 | 7.26 | 10% | 203.9 |
T2 | 20:1(只摘其他叶) | 2.35 | 16.12 | 7.76 | 17% | 210.4 |
T3 | 30:1(均匀摘叶) | 2.42 | 16.23 | 8.12 | 22% | 222.8 |
T4 | 30:1(只摘其他叶) | 2.38 | 15.81 | 9.68 | 40% | 248.7 |
T5 | 40:1(均匀摘叶) | 2.29 | 15.42 | 9.37 | 35% | 244.2 |
T6 | 40:1(只摘其他叶) | 2.23 | 15.03 | 8.75 | 30% | 237.4 |
②适当去叶后叶片的光合速率增大,可能的原因有
A.叶绿素含量上升
B.Rubisco酶活性上升
C.苹果树形紧凑,去叶后每片叶子吸收的光能增加
D.去叶导致光合产物被果快速吸收,从而带动源叶净光合速率
③根据该实验结果,给生产中苹果树整形修剪的具体建议
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(0.4)
【推荐2】磷是植物生长必需的大量元素之一,某研究小组以番茄幼苗为实验材料,研究磷对番茄生长的影响,实验结果如图1所示;图2所示为在适磷条件下测定的番茄代谢情况。请回答下列相关问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827696156925952/1829967316082688/STEM/2cad120e7b8d415fa477f5c3925a70fa.png?resizew=603)
(1)在测定叶绿素含量时,常用________ (试剂)提取色素,再用_________ 法分离,进行色素分离利用的原理是______________________ 。
(2)由图可知,本实验的自变量有__________ ;而磷通过影响________ ,进而影响番茄细胞的光合作用。
(3)在适磷、光照强度为3klx时,限制番茄生长的外因可能是__________ ;当温度为20℃、光照强度大于____________ klx时,光照强度不再是限制番茄光合速率的因素,此时番茄细胞的光合速率_______ (填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827696156925952/1829967316082688/STEM/2cad120e7b8d415fa477f5c3925a70fa.png?resizew=603)
(1)在测定叶绿素含量时,常用
(2)由图可知,本实验的自变量有
(3)在适磷、光照强度为3klx时,限制番茄生长的外因可能是
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(0.4)
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【推荐3】图甲表示某植物叶肉细胞的光合作用过程示意图,图乙为探究环境因素对该植物幼苗光合作用影响所得的实验结果(lx是表示光照强度大小的单位)。回答下列问题:____ ,图甲中表示ATP的是____ (填图中字母)。
(2)完成乙图的实验需控制的自变量是____ ,当CO2浓度为200mg·L-1时,该幼苗的叶肉细胞的光合速率____ (填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率。
(3)当环境中CO2浓度为600mg·L-1时,光照强度由800lx降到350lx,则短时间内C3的含量会____ (填“增加”“不变”或“降低”),C5的含量会____ (填“增加”“不变”或“降低”)。图乙中,若植物呼吸作用的强度不变,将该植物先放置在黑暗条件下12小时,接着放置在d点的条件下12小时,则在这24小时内该植物有机物积累量(用CO2吸收量表示)为____ mg。
(4)若在温室中培育该幼苗,为让幼苗处于最佳生长状况,根据乙图判断,除了其他条件适宜和做好水肥管理外,还需要提供的最优环境条件是____ (答两点)。
(2)完成乙图的实验需控制的自变量是
(3)当环境中CO2浓度为600mg·L-1时,光照强度由800lx降到350lx,则短时间内C3的含量会
(4)若在温室中培育该幼苗,为让幼苗处于最佳生长状况,根据乙图判断,除了其他条件适宜和做好水肥管理外,还需要提供的最优环境条件是
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(0.4)
【推荐1】生产实践中发现,普遍栽培的绿叶辣椒对强光耐受能力弱。为培育耐强光的辣椒品种,研究人员探究不同光照强度对绿叶辣椒和紫叶辣椒光合作用的影响,通过实验测得辣椒叶片中相关色素含量及辣椒植株的净光合速率,结果如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/59b8db16-a162-4550-8b11-48fdfa0cd13e.png?resizew=508)
(1)适宜光照下,绿叶辣椒叶绿体______ (场所)上的______ 吸收光能进行光合作用,而强光条件会破坏叶绿体相关结构导致光合作用受抑制。
(2)B点时绿叶辣椒叶肉细胞进行光合作用所需二氧化碳来源场所可以是( )
A.外界空气 B.细胞核 C.细胞质基质 D.线粒体
(3)紫叶辣椒在B点产生的物质相对含量一定多于A点的有( )
A.NADPH B.ATP C.氧气 D.丙酮酸
(4)由左图可知,绿叶辣椒和紫叶辣椒光补偿点(实际光合速率等于呼吸速率时的光照强度,即图中的A、B点)不同的原因在于__________ (花青素/光合色素)含量的差异,推测其____ (能/不能)吸收一部分光能,造成紫叶辣椒光补偿点______ (高/低)。
(5)根据实验结果分析,紫叶辣椒能适应强光条件,原因可能是_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/59b8db16-a162-4550-8b11-48fdfa0cd13e.png?resizew=508)
(1)适宜光照下,绿叶辣椒叶绿体
(2)B点时绿叶辣椒叶肉细胞进行光合作用所需二氧化碳来源场所可以是
A.外界空气 B.细胞核 C.细胞质基质 D.线粒体
(3)紫叶辣椒在B点产生的物质相对含量一定多于A点的有
A.NADPH B.ATP C.氧气 D.丙酮酸
(4)由左图可知,绿叶辣椒和紫叶辣椒光补偿点(实际光合速率等于呼吸速率时的光照强度,即图中的A、B点)不同的原因在于
(5)根据实验结果分析,紫叶辣椒能适应强光条件,原因可能是
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(0.4)
【推荐2】番茄植株生长发育适宜的温度及光照分别为15~32℃、500~800μmol·m-2·s-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境,会造成作物减产。
请回答下列问题。
(1)如图为番茄叶绿体类囊体膜上发生的部分反应过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/29/ae4cad91-3e92-41de-913e-f490578240e9.jpg?resizew=452)
①图中PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有________ 光能的作用。
②据图可知,如图过程最终实现光能转变为________ 和ATP中的能量,其中促进ATP合成的直接动力是_________ 。
(2)为研究亚高温高光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。
①从表中数据可知,亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,理由是________ 。
②Rubisco是催化暗反应阶段中_________ (过程)的关键酶,亚高温高光条件下该酶活性的下降导致暗反应速率下降,光反应产物NADPH和ATP在细胞中的含量_________ ,进而抑制光反应。
(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,在亚高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究,请完成下表。
请回答下列问题。
(1)如图为番茄叶绿体类囊体膜上发生的部分反应过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/29/ae4cad91-3e92-41de-913e-f490578240e9.jpg?resizew=452)
①图中PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物,具有
②据图可知,如图过程最终实现光能转变为
(2)为研究亚高温高光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活性(U·m-1) |
对照组(CK) | 25 | 500 | 12.1 | 114.2 | 308 | 189 |
亚高温高光组(HH) | 35 | 1000 | 1.8 | 31.2 | 448 | 61 |
①从表中数据可知,亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,理由是
②Rubisco是催化暗反应阶段中
(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,在亚高温高光下,过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究,请完成下表。
实验步骤的目的 | 简要操作过程 |
实验材料的准备 | 选取① |
对照组处理 | 甲组的处理如(2)中的CK组 |
实验组处理 | 乙组的处理为② |
结果测定和处理 | 定期测定各组植株的净光合速率(Pn),绘制曲线如图![]() |
实验结果分析 | 根据实验结果分析番茄植株缓解亚高温高光对光合作用抑制的机制:③ Deg蛋白酶位于类囊体腔侧,主要负责受损D1蛋白的降解,如果抑制Deg蛋白酶的活性,请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由;④ |
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(0.4)
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【推荐3】为探究某观赏植物的A、B两个品种在干旱条件下生理活动的变化,研究者在温度适宜的条件下采用控水方法模拟干旱条件进行实验,结果如下图。请回答相关问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/11/1641444373618688/1642743643889664/STEM/40c6044f-6722-431c-bec9-751290fea923.png?resizew=315)
(1)根据光合作用过程推测,干旱条件下A、B两品种的光饱和点比正常供水条件下_______ (高或低),推测理由是___________________ 。
(2)研究发现,该植物的A、B两个品种在干旱条件下能引起植物激素的合成发生变化,进而通过对_____ 进行调节,使植物细胞内与光合作用相关蛋白的含量发生变化,以适应环境的改变。
(3)据图分析,在干旱条件下_____________ 品种更适于在弱光环境下生存,做出判断的依据是_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/11/1641444373618688/1642743643889664/STEM/40c6044f-6722-431c-bec9-751290fea923.png?resizew=315)
(1)根据光合作用过程推测,干旱条件下A、B两品种的光饱和点比正常供水条件下
(2)研究发现,该植物的A、B两个品种在干旱条件下能引起植物激素的合成发生变化,进而通过对
(3)据图分析,在干旱条件下
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(0.4)
【推荐1】玉米植株中固定CO2的酶能力要远远大于水稻植株中相应的酶,所以,玉米的光合效率大于水稻,特别在低CO2浓度的环境中,这种差别更为明显。下图是玉米CO2同化过程,首先在叶肉细胞中由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)把CO2固定成四碳化合物(草酰乙酸),草酰乙酸的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中去释放出CO2,而释放出的CO2又可与RuBP(核酮糖二磷酸)结合进入卡尔文循环(见下图)。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/14/2441354901258240/2442167363420160/STEM/9bca5680-6c71-428a-9b21-b908b5dc9ab8.jpg)
(1)据图可知,玉米将CO2还原成物质③的过程有________________ 次CO2固定发生;维管束鞘细胞的叶绿体能为叶肉细胞的叶绿体中PEP的再生提供________________ (填物质名称)
(2)图中卡尔文循环中的物质C3是指________________ (填写物质名称),在玉米不见光的细胞中淀粉与脂质常贮存在________________ 中。
(3)玉米的叶肉细胞中是否能合成淀粉和蔗糖?________________ (填写是、否)。若突然降低环境中的CO2浓度,则RuBP的合成速率________________ 。
(4)水光解产物中的________________ 参与物质①的形成;相比于水稻,玉米植株的磷酸烯醇式丙酮酸能固定大气中非常低浓度的CO2,因而生长在________________ (至少写出两种)的环境中有明显的生长优势。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/14/2441354901258240/2442167363420160/STEM/9bca5680-6c71-428a-9b21-b908b5dc9ab8.jpg)
(1)据图可知,玉米将CO2还原成物质③的过程有
(2)图中卡尔文循环中的物质C3是指
(3)玉米的叶肉细胞中是否能合成淀粉和蔗糖?
(4)水光解产物中的
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(0.4)
【推荐2】胞代谢中ATP合成酶的三维结构(原子分辨率)在2018年被测定,其工作机理2019年有了突破性进展。下图1是光合作用部分过程示意图,请据图分析并回答。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663551601754112/2664477954965504/STEM/2501085e-15e2-43d9-831d-d4bee2629122.png)
(1)图1中①侧所示的场所是_____ ;以单位时间内物质甲的产生量来衡量光合作用强弱的量称为_____ 。
(2)ATP合成酶也是运输H+的载体,由图可看出,其在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测H+跨膜运输方式为_____ ;某原因导致①侧的H+浓度突然变为0,其他条件不变,短时间内暗反应中五碳化合物含量会_____ 。
(3)植物细胞中含有ATP合成酶的生物膜除图中所示外,还有_____ 。
(4)为进一步了解植物代谢机制,研究人员在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验。连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收/释放速率,得到图2所示曲线(整个过程中呼吸作用强度恒定)。请据图分析并回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663551601754112/2664477954965504/STEM/4d72787d-9f94-4278-86cd-94b7148a474e.png)
①由图2可看出,叶肉细胞能释放O2的时段有_____ ;如改用相同强度绿光进行实验,c点的位置将_____ 。
②图2中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有_____ 个;实验中该植物前24小时有机物积累量_____ (选填“<”、“=”、“>”)后24小时有机物积累量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663551601754112/2664477954965504/STEM/2501085e-15e2-43d9-831d-d4bee2629122.png)
(1)图1中①侧所示的场所是
(2)ATP合成酶也是运输H+的载体,由图可看出,其在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测H+跨膜运输方式为
(3)植物细胞中含有ATP合成酶的生物膜除图中所示外,还有
(4)为进一步了解植物代谢机制,研究人员在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验。连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收/释放速率,得到图2所示曲线(整个过程中呼吸作用强度恒定)。请据图分析并回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663551601754112/2664477954965504/STEM/4d72787d-9f94-4278-86cd-94b7148a474e.png)
①由图2可看出,叶肉细胞能释放O2的时段有
②图2中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有
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(0.4)
【推荐3】回答下列有关光合作用的问题:
(1)图1所示过程发生在水稻叶肉细胞中。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/18/1926786885517312/1927641892651008/STEM/48a1f6aded9b44fda28d2fd9211f71d8.png?resizew=374)
①图1所示反应过程进行的场所是_________ ,此反应过程中需要的CO2来源有_________ ,该过程伴随的能量变化是_________ 。
②有光条件下,停止供给CO2,短时间内二磷酸核酮糖(C5)的含量会_________ 。
(2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如图2和图3所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高;光照强度单位:×l02μmol·m-2·s-1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/18/1926786885517312/1927641892651008/STEM/28bdac0aa497440ca15f6bfd900ab393.png?resizew=609)
①图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的02与原种水稻产生的02的比值分分别是_________ ,因此转基因水稻更适合栽种在_________ 环境中。
②下列分析正确的有( ) 。
A.光照强度为2〜4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同
B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度
C.光照强度为10〜14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用C02量没有改变
D.光照强度为10〜14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关
(1)图1所示过程发生在水稻叶肉细胞中。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/18/1926786885517312/1927641892651008/STEM/48a1f6aded9b44fda28d2fd9211f71d8.png?resizew=374)
①图1所示反应过程进行的场所是
②有光条件下,停止供给CO2,短时间内二磷酸核酮糖(C5)的含量会
(2)研究者将玉米叶肉细胞中的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如图2和图3所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高;光照强度单位:×l02μmol·m-2·s-1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/18/1926786885517312/1927641892651008/STEM/28bdac0aa497440ca15f6bfd900ab393.png?resizew=609)
①图3分析,在光照强度为4和12时,转基因水稻产生的02与原种水稻产生的02的比值分分别是
②下列分析正确的有
A.光照强度为2〜4时,转基因水稻气孔导度大于原种水稻气孔导度,但两者的光合速率相同
B.光照强度低于8时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是气孔导度
C.光照强度为10〜14时,原种水稻气孔导度下降但实际利用C02量没有改变
D.光照强度为10〜14时,转基因水稻光合速率上升与PEPC酶的功能有关
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