下图1为叶肉细胞中部分代谢途径示意图,图2为某突变型水稻和野生型水程在不同光照强度下的CO2吸收速率。该突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2的酶的活性显著高于野 生型
(1)图1表示光合作用的________ 反应过程,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),图中TP的去向有________ 个。淀粉运出叶绿体时需先水解成TP或葡萄糖,后者通过叶绿体膜上的载体运送到________ ,合成蔗糖,运出叶肉细胞。
(2)图2中光照强度为a时,突变型水稻细胞中合成ATP的细胞器有________ ;此时野生型水稻的真正光合作用速率________ (填写“大于”或“等于”或“小于”)突变型水稻的真正光合作用速率。
(3)光照强度高于p时,________ (填写“野生型”或“突变型”)水稻的光合作用速率更高,其原因是________ 。
(4)为测定野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,常用无水乙醇提取色素,其原理是________ ;用纸层析法获得的色素带,与野生型水稻相比,突变型水稻颜色为__________________________ -的两条色素带明显较窄。
(1)图1表示光合作用的
(2)图2中光照强度为a时,突变型水稻细胞中合成ATP的细胞器有
(3)光照强度高于p时,
(4)为测定野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,常用无水乙醇提取色素,其原理是
更新时间:2019-08-23 13:27:37
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【推荐1】光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸,其过程如下图所示。科学家采用基因工程获得了酶A缺陷型的水稻突变株,在不同条件下检测突变株与野生型水稻植株的生长情况与物质含量,实验结果如下表所示。请回答:
(1)取野生型水稻新鲜叶片烘干粉碎,提取光合色素。提取时,需加入无水乙醇和碳酸钙,如未加碳酸钙,提取液会偏_____ 色。用纸层析法分离光合色素时,因四种色素随层析液在滤纸上的_____ 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的吸收光谱,其中在_____ 区明显偏暗。
(2)产生乙醇酸的场所是_____ 。根据实验结果推测酶A的功能是___ 。
(3)用电子显微镜可观察到叶绿体内有一些被称为“脂质仓库”的颗粒,其体积随叶绿体的生长而逐渐变小,可能的原因是其中的脂质参与构成叶绿体中的____ 结构。正常情况下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,留在植物叶片内的光合产物的去向有______ 。
(4)大气中CO2含量约为0.03%,根据题干信息,分析自然状态下突变株长势不如野生型的原因是______ 。
(5)水稻光呼吸过程需要额外消耗能量,降低净光合效率,但在进化过程中得以长期保留,其对植物的意义消耗过剩的_____ ,减少对细胞的损害,同时还可以补充______ 。
条件 | 0.5% CO2 | 0.03% CO2 | 0.03% CO2 | 0.03% CO2 |
指标 | 平均株高/cm | 平均株高/cm | 乙醇酸含量/ | 乙醛酸含量/ |
(μg·g-1叶重) | (μg·g-1叶重) | |||
突变株 | 42 | 24 | 1137 | 1 |
野生型 | 43 | 42 | 1 | 1 |
(2)产生乙醇酸的场所是
(3)用电子显微镜可观察到叶绿体内有一些被称为“脂质仓库”的颗粒,其体积随叶绿体的生长而逐渐变小,可能的原因是其中的脂质参与构成叶绿体中的
(4)大气中CO2含量约为0.03%,根据题干信息,分析自然状态下突变株长势不如野生型的原因是
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【推荐2】请根据以下人类对生物技术实践的具体应用,回答下列问题:
(1)利用谷氨酸棒状杆菌生产食用味精,欲纯化谷氨酸棒状杆菌并计数,将菌液接种到固体培养基上的方法是_______ ,用该方法得到的计数结果比实际值偏低,其原因是______ 。
(2)辣椒素是辣椒中的辣味物质,可用于食品保健等领域。该物质不溶于水而易溶于有机溶剂,可以用_______ 的方法提取。
(3)水蒸气蒸馏法_____ (“适合”,或“不适合”)胡萝卜素的提取,原因是______ 。
(4)为了验证萃取物是否是胡萝卜素,该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液(含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素)依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图甲所示),并进行分离,已知在滤纸条上扩散速度最快的是胡萝卜素,其次分别是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。滤纸条上各色素带的位置如_______(填字母)时,即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。
(1)利用谷氨酸棒状杆菌生产食用味精,欲纯化谷氨酸棒状杆菌并计数,将菌液接种到固体培养基上的方法是
(2)辣椒素是辣椒中的辣味物质,可用于食品保健等领域。该物质不溶于水而易溶于有机溶剂,可以用
(3)水蒸气蒸馏法
(4)为了验证萃取物是否是胡萝卜素,该同学将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、萃取物和色素混合液(含叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素)依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图甲所示),并进行分离,已知在滤纸条上扩散速度最快的是胡萝卜素,其次分别是叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。滤纸条上各色素带的位置如_______(填字母)时,即可说明该萃取物最可能是胡萝卜素。
A. | B. |
C. | D. |
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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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【推荐1】为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量,结果如图。
(1)光合作用暗反应为光反应提供______ 。 CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径称为__________________ 。
(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率_________ 。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是_________ 。
(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中________ 增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少,______ 降低,进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会____ 光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测________ 叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是_____________ ,则支持上述推测。
图 1 图 2
(1)光合作用暗反应为光反应提供
(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率
(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中
(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会
(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测
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【推荐2】科研人员欲提高竹林环境资源利用率,在毛竹林下套种红豆树、浙江楠、浙江樟等珍贵树种,种植4个月后测定不同植物生理指标如下表所示,以选择适合林下环境生长的植物。回答下列问题:
(1)测定3种植物的叶绿素含量,取叶时应注意_____ (写出2点)等条件一致,以减少无关变量的影响。用_____ 溶液提取光合色素后,为排除类胡萝卜素的干扰,可在_____ 光照射下测定吸光率,最后计算出叶绿素含量。
(2)据表分析,竹林下最适合种植_____ ,判断依据是_____ 。推测在林下环境中,该植物通过增加叶绿素含量,提高对光能的_____ ,使光反应产物_____ 增加;气孔导度增大,胞间CO2浓度升高,直接导致碳反应中_____ 的速率加快;蒸腾速率高,利于光合作用产物以_____ 形式运输至植株各部位。
(3)水分利用率可用净光合速率/蒸腾速率来表示,是农业生产中需要关注的一个重要指标。三种植物中红豆树气孔导度大、蒸腾速率高,但其水分利用率仍较高的原因是_____ 。
树种 | 净光合速率 μmol·m-2·s-1 | 气孔导度 μmol·m-2·s-1 | 胞间CO2含量 μmol·mol-1 | 蒸腾速率 mmol·m-2·s-1 | 叶绿素浓度 mg·L-1 | 水分利用率 mmol·mol-1 |
红豆树 | 14.4 | 150 | 253 | 43 | 22.5 | 3.34 |
浙江楠 | 11.8 | 133 | 230 | 39 | 19.1 | 3.02 |
浙江樟 | 11.3 | 115 | 223 | 37 | 17.3 | 3.05 |
(2)据表分析,竹林下最适合种植
(3)水分利用率可用净光合速率/蒸腾速率来表示,是农业生产中需要关注的一个重要指标。三种植物中红豆树气孔导度大、蒸腾速率高,但其水分利用率仍较高的原因是
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【推荐1】玉簪是具有较高观赏价值的园林植物。为了探究影响玉簪光合作用的因素,研究小组A进行了30天相关实验,测得部分生长指标如下表。研究小组B将玉簪培养在50%光照的自然条件下,测得一天中光合作用的相关指标如下图中曲线所示(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)。回答下列问题:
(1)研究小组A的实验自变量是_______ 。据表分析,最适合金鹰玉簪和黄金叶玉簪生长的光照强度______ (填“相同”或“不同”)。
(2)50%全光照条件下黄金叶玉簪单位面积叶片内有机物累计的量______ (填“>”、“<”或“=”)全光照条件下的量。碳反应的产物三碳糖可在叶绿体外被转化为______ ;如果以三碳糖的形式直接参与细胞呼吸并彻底氧化,需要经历的阶段有_______ 。
(3)据图分析,在16:00时,根尖细胞产生ATP的结构有______ 。在10:00~12:00时段的导致净光合速率下降的主要原因与气孔关闭_______ (填“有关”或“无关”)。
光照强度 | 金鹰玉簪 | 黄金叶玉簪 | ||
总叶面积 | 植株干重 | 总叶面积 | 植株干重 | |
全光照 | 18.61 | 32.63 | 24.73 | 25.81 |
50%全光照 | 70.86 | 49.84 | 46.63 | 37.85 |
30%全光照 | 58.87 | 37.79 | 66.11 | 52.45 |
10%全光照 | 36.15 | 30.92 | 52.44 | 29.53 |
(1)研究小组A的实验自变量是
(2)50%全光照条件下黄金叶玉簪单位面积叶片内有机物累计的量
(3)据图分析,在16:00时,根尖细胞产生ATP的结构有
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【推荐2】高浓度重金属胁迫会影响植物的光合色素含量,降低植物的光合速率。某科研小组研究了锶对油菜幼苗 叶片叶绿素 a、叶绿素 b 的影响,实验结果如下图。
请回答下列问题:
(1)实验表明浓度为 5mmol·L-1 的 SrCl 处理后___________ 含量更高,该色素主要吸收可见光中的______________________ 光。
(2)为验证上述结论,可采用___________ 法分离色素,为提高提取色素的浓度,研磨前可对新鲜的叶片进行__________ 处 理。
(3)在光合作用中,叶绿素吸收的光能转变为 ATP 和___________ 等中的化学能,并用于卡尔文循环中将三碳酸分子还原为___________ ,该还原产物大部分用于___________ ,以保证卡尔文循环的继续进行。
(4)由于植物内部因素而降低植物的光合速率,除了色素的种类及含量外,还有__________ (至少写出两点)。
请回答下列问题:
(1)实验表明浓度为 5mmol·L-1 的 SrCl 处理后
(2)为验证上述结论,可采用
(3)在光合作用中,叶绿素吸收的光能转变为 ATP 和
(4)由于植物内部因素而降低植物的光合速率,除了色素的种类及含量外,还有
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【推荐3】2023年2月2日“世界湿地日”主题为“修复湿地”。因生活污水、工业废水随意排放,使得蓝细菌等生物过度繁殖引起湿地生态系统出现水华现象。蓝细菌引发的水华通常发生在每年的7、8月份,此时紫外线(UV)强烈。科研人员通过实验探究了UV对蓝细菌生长与扩张的影响。回答以下问题:
(1)湿地生态系统食物网中的所有生物___________ (填“能”或“不能”)构成一个群落,原因是___________ 。
(2)相关人员利用生态工程原理,对原有湿地生态系统进行建设、修复和改善。下图为沿江湿地公园的部分示意图:
①请分析芦苇等挺水植物抑制藻类生长的原因:___________ (答2点即可)。
②请从自生原理出发,分析该湿地恢复工程在移栽其他植物时需要考虑哪些因素:_________ (答2点即可)。
(3)蓝细菌群体中磷元素分别以DIP(溶解无机磷)和PolyP(储存磷的多聚体,ATP 是形成PolyP的原料)两种形式存在。为探究UV对蓝细菌体内PolyP合成的影响机制,将取自某湖泊的蓝细菌样品暴露在不同处理条件下,测定蓝细菌体内一种光合色素藻胆素含量,结果如图。请推测UV促进蓝细菌合成PolyP的机制_________ 。
(4)“蓝细菌磷同化紫外光效应”是指在紫外线辐射下,蓝细菌不断从环境中吸收DIP(溶解无机磷)合成PolyP、导致总磷量增加,促进其繁殖,蓝细菌数量增加,会吸收更多DIP(溶解无机磷)。从蓝细菌数量的角度分析,此过程属于_____ 调节。
(1)湿地生态系统食物网中的所有生物
(2)相关人员利用生态工程原理,对原有湿地生态系统进行建设、修复和改善。下图为沿江湿地公园的部分示意图:
①请分析芦苇等挺水植物抑制藻类生长的原因:
②请从自生原理出发,分析该湿地恢复工程在移栽其他植物时需要考虑哪些因素:
(3)蓝细菌群体中磷元素分别以DIP(溶解无机磷)和PolyP(储存磷的多聚体,ATP 是形成PolyP的原料)两种形式存在。为探究UV对蓝细菌体内PolyP合成的影响机制,将取自某湖泊的蓝细菌样品暴露在不同处理条件下,测定蓝细菌体内一种光合色素藻胆素含量,结果如图。请推测UV促进蓝细菌合成PolyP的机制
(4)“蓝细菌磷同化紫外光效应”是指在紫外线辐射下,蓝细菌不断从环境中吸收DIP(溶解无机磷)合成PolyP、导致总磷量增加,促进其繁殖,蓝细菌数量增加,会吸收更多DIP(溶解无机磷)。从蓝细菌数量的角度分析,此过程属于
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【推荐1】植物的叶面积与光合产量关系密切,某科研小组研究了大豆叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)大豆植株叶片光合作用捕获光能的物质分布在叶绿体的________ 上,该物质主要捕获可见光中的________ 光,吸收的光能可将H2O裂解成________ 。
(2)植物叶片的光合速率可以用________ 来表示,通常夏季大豆的光合速率高于春季,与夏季光照时间长是否有关?________ (填“是”或“否”)
(3)据图所示,当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是________ 。
(4)大豆田中通常生长着耐阴的杂草,比如马齿苋,与大豆相比,马齿苋光合作用吸收CO2的速率与呼吸作用释放CO2的速率相等时所需要的光照强度更________ (填“高”或“低”)。
回答下列问题:
(1)大豆植株叶片光合作用捕获光能的物质分布在叶绿体的
(2)植物叶片的光合速率可以用
(3)据图所示,当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是
(4)大豆田中通常生长着耐阴的杂草,比如马齿苋,与大豆相比,马齿苋光合作用吸收CO2的速率与呼吸作用释放CO2的速率相等时所需要的光照强度更
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【推荐2】绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,促进了生物圈的碳氧平衡,细胞呼吸能为生命活动提供能量。图1是甲植物光合作用过程示意图;图2是将该植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中,温度分别保持在15°C、25°C和35°C下,改变光照强度,测定的CO2吸收速率;图3是科研人员在不同条件下测定乙植物光合速率变化情况。请据图分析:
(1)图1中的过程发生的能量变化是________________ (用文字和箭头描述),图中乙是______________ 。
(2)如果降低CO2浓度,图2中B点应向_________ 移动,此时该植物叶肉细胞的光合作用速率_________ (填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。从图2数据可以推测该植物_________ (填“适合”或“不适合”)在阴天生长。
(3)图3中a~b段限制叶片光合速率的最主要的环境因素是___________ ,b点比a点时的胞间CO2浓度_________ (填“高”或“低”)。净光合速率由e点急剧下降到f点的主要原因是_____________________ 。
(1)图1中的过程发生的能量变化是
(2)如果降低CO2浓度,图2中B点应向
(3)图3中a~b段限制叶片光合速率的最主要的环境因素是
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解题方法
【推荐3】“林下经济”的林下套种模式是一种新农业模式,该模式不仅充分利用了林地资源,还提高了经济效益,增加了农民收入。科研人员测定苹果园中种植的P1、P2两种大豆在不同温度下的净光合速率如图所示。据图回答下列问题:
(1)P1和P2两种大豆均在____ ℃时生长最快,结合夏季白天的温度分析在苹果树下种植大豆的理由是____ 。
(2)科学家用14C标记的CO2供给大豆,研究碳原子在光合作用过程中的转移途径,该途径可表示为____ (用题中物质和箭头表示)。
(3)经研究发现P1品种大豆的叶绿素含量较高,叶片光合作用能力更强,其原因主要是____ 。
(4)苹果树下更适合种植P1品种大豆的原因是____ 。
(1)P1和P2两种大豆均在
(2)科学家用14C标记的CO2供给大豆,研究碳原子在光合作用过程中的转移途径,该途径可表示为
(3)经研究发现P1品种大豆的叶绿素含量较高,叶片光合作用能力更强,其原因主要是
(4)苹果树下更适合种植P1品种大豆的原因是
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