解题方法
1 . 图为研究人员绘制的光反应发生机理示意图,PSI和PSⅡ是由叶绿素和蛋白质复合体构成的光系统,PQ、Cytbf、PC是具有电子传递作用的蛋白质,ATP合酶由CF0和CF1两部分组成。表为研究人员选用生长状况相同的金丝楠幼苗在不同条件下培养一段时间后测定的光饱和点和光补偿点。回答下列问题。
(1)叶绿体类囊体薄膜上的色素具有___________ 功能。
(2)图1所示叶绿体中的H+主要有两个方面的用途,分别是___________ 、___________ 。
(3)某光照强度下,W1组金丝楠幼苗净光合速率为零,则在此条件下W2组金丝楠幼苗有机物的干重会___________ 。结合表中信息,判断理由是___________ 。
(4)分析表格数据可知,施肥会___________ (填“提高”或“降低”)金丝楠幼苗对光能的利用率。该实验小组进一步研究发现,遮阴条件下施肥能促进幼苗中叶绿素的合成,从而影响金丝楠幼苗对光能的利用。从以上组别幼苗中选择合适的素材,设计实验验证该结论。
实验思路:___________ 。
预期结果:___________ 。
处理 | 光饱和点/μmol·m-2·s-1 | 光补偿点/μmol·m-2·s-1 |
CK(全光照未施肥) | 1689.25 | 14.23 |
W1(1层遮阳网遮阴组) | 783.75 | 11.91 |
W2(2层遮阳网遮阴组) | 947.51 | 8.96 |
W3(1层遮阳网遮阴+施肥组) | 1622.67 | 11.92 |
(1)叶绿体类囊体薄膜上的色素具有
(2)图1所示叶绿体中的H+主要有两个方面的用途,分别是
(3)某光照强度下,W1组金丝楠幼苗净光合速率为零,则在此条件下W2组金丝楠幼苗有机物的干重会
(4)分析表格数据可知,施肥会
实验思路:
预期结果:
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解题方法
2 . 洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶,管状叶进行光合作用,鳞片叶富含营养物质。下图1为洋葱纵切而示意图,图2为洋葱鳞片叶质壁分离示意图,图3为根尖有丝分裂图像,图4为“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请回答下列问题。
(1)通常取图1中2处细胞进行质壁分离和复原实验主要原因是_________ 。胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素,呈红色。取图1中3处活细胞置于一定浓度的胭脂红溶液中,细胞状态如图2所示,观察到红色的部位是图2中的_________ (填序号)。
(2)制作洋葱根尖临时装片的流程依次为解离、漂洗、_________ 、_________ 。解离的目的是_________ ,便于观察。
(3)图3中甲~丁为洋葱根尖细胞增殖不同时期的显微图像,根据分裂的先后顺序依次为丁→_________ (用编号和箭头表示),其中一定含姐妹染色单体的细胞是_________ (填编号)。
(4)图4步骤①~④中,实验操作步骤的先后顺序是_________ 。②中加入的物质有_________ 。试剂a的颜色是_________ 。图①画滤液细线的要求是_________ 。
(5)当改变层析液的组成进行分离时,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。用乙醚溶解色素带的色素,浓缩后用分析仪检测,可以通过分析色素溶液的_________ 来判断色素的种类。
(1)通常取图1中2处细胞进行质壁分离和复原实验主要原因是
(2)制作洋葱根尖临时装片的流程依次为解离、漂洗、
(3)图3中甲~丁为洋葱根尖细胞增殖不同时期的显微图像,根据分裂的先后顺序依次为丁→
(4)图4步骤①~④中,实验操作步骤的先后顺序是
(5)当改变层析液的组成进行分离时,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。用乙醚溶解色素带的色素,浓缩后用分析仪检测,可以通过分析色素溶液的
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解题方法
3 . 秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施,研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响,测定相关指标,结果如图所示。
注:SR表示秸秆还田,NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。
回答下列问题:
(1)常采用的对提取获得的绿叶中色素进行分离的方法是_________ ,玉米绿叶中的叶绿素主要吸收______________ 光,据图1、2可推测,等量配施氮肥条件下,与NSR相比,SR的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的______________ 。据图2可知,与NSR相比,SR显著提高了净光合速率,其净光合速率随着施氮量的增加_______________ 。
(2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是___________。
(3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因:____________ 。
注:SR表示秸秆还田,NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。
回答下列问题:
(1)常采用的对提取获得的绿叶中色素进行分离的方法是
(2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是___________。
A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关 |
B.与SR相比,NSR会降低蒸腾速率,但有利于细胞对CO2的吸收 |
C.与SR相比,NSR的胞间CO2浓度更高,细胞对CO2的固定量更多 |
D.当配施氮肥量为180kg·hm-2时,细胞加大了对CO2的固定,导致胞间CO2浓度降低 |
E.与配施氮肥量为180kg·hm-2相比,过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少,最终导致叶绿素转化光能的效率下降 |
(3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因:
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解题方法
4 . 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
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5 . C3植物叶片维管束鞘细胞不含叶绿体,维管束鞘以外的叶肉细胞含有叶绿体;C1植物维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒,而叶肉细胞的叶绿体有基粒。下图为C1植物玉米CO2固定示意图,Rubisco为卡尔文循环中CO2固定的酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP酶)与CO2的亲和力极强,可以把低浓度的CO2固定下来集中供应给维管束鞘细胞利用,形成“CO2泵”。请据图回答问题:
(1)从叶肉细胞中分离叶绿体,可采用____ 法;实验室提取与分离叶片光合色素应依次使用____ (试剂)提取、分离。
(2)C4植物用于固定CO2的物质有____ 。C4植物叶肉细胞叶绿体仅进行光反应,据题干信息和图示分析可能的原因是____ 。
(3)与C3植物相比,C4植物的CO2补偿点较____ (填“高”或“低”);在高温干旱环境下,C4植物能继续生长而C3植物却不能,其原因是____ 。
(1)从叶肉细胞中分离叶绿体,可采用
(2)C4植物用于固定CO2的物质有
(3)与C3植物相比,C4植物的CO2补偿点较
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6 . 光照过强时,过量光能会引起叶肉细胞内NADP⁺不足、O₂浓度过高,并产生一些光有毒物质。这些光有毒物质会攻击PSII(参与水光解的色素-蛋白质复合体)中的D1蛋白,损坏光合结构,引发光合速率下降,这种现象称为光抑制。植物细胞光合结构的部分保护机制如图。
(1)PSⅡ位于___________ 上,其中的色素可用___________ 试剂进行提取。水分解产生的H+与NADP+结合、接受电子的能量,所形成的物质在暗反应中的作用是___________ 。
(2)卡尔文利用___________ 方法探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的途径。夏季晴朗的正午,___________ 供应不足导致光合作用下降。
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是___________ ,此时O₂会形成O2-1,植物启动消除机制。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致光合速率___________ (填“增大”“不变”“减小”),原因是___________ (写出两点)。
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是___________ 。
(1)PSⅡ位于
(2)卡尔文利用
(3)强光条件下,叶肉细胞内NADP⁺不足的原因是
(4)强光下,给植物提供用35S标记的甲硫氨酸,发现短时间内PSⅡ中约有30%~50%的放射性D1蛋白,但D1蛋白含量没有明显的变化,其原因可能是
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7 . 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。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),如下图所示。
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,化合物M可阻断电子传递过程。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 M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分布在叶绿体的____ 上,提取细胞色素复合体中的色素利用的有机溶剂是____ 。成功分离后的色素会吸附在滤纸条上,在滤纸条自上而下第3条色素带的颜色是____ 。
(2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是____ (填“PSⅠ”“PSⅡ”),在光反应过程中能量形式的详细变化是____ 。根据文中信息并结合所学知识,推测化合物M抑制杂草生长的机理 ____ 。
(3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是____ ,若突然停止光照,该物质的含量短时间内的变化是____ (填“升高”或“降低”)。如果细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则细胞中淀粉的含量将会____ (填“升高”或“降低”)。
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,化合物M可阻断电子传递过程。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 M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分布在叶绿体的
(2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是
(3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是
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8 . 玉米是我国重要的粮食作物,常与大豆、花生、马铃薯等作物套种,能有效提高土地和光等资源的利用率。为实现科技助力乡村振兴,科研人员进行了如下实验,分别测定单作和套作时玉米、花生的净光合速率、叶绿素含量的变化,下表为夏季某晴天测量结果。请回答下列问题:
(1)玉米叶肉细胞中捕获光能的色素分布在叶绿体的________ 上,叶绿体中的色素主要吸收________ 光,用纸层析法分离叶绿体中的色素所用的原理是___________ 。
(2)当玉米单作且净光合作用速率为 26.10时,光合作用所需 CO2来源于__________ 。
(3)由表中数据可知,玉米套作与单作相比,套作更有利于玉米的生长,理由是__________ 。
(4)根据实验结果分析,花生套作时可通过增加_______ 以提高吸收光的能力,从而适应弱光环境。
农作物类种植体系 | 净光合速率(umol·m2·s1) | 叶绿素含量(mg'g1) | ||
玉米 | 花生 | 玉米 | 花生 | |
单作 | 26.1 | 18.08 | 5.2 | 3.2 |
套作 | 31.69 | 16.71 | 5.5 | 3.9 |
(2)当玉米单作且净光合作用速率为 26.10时,光合作用所需 CO2来源于
(3)由表中数据可知,玉米套作与单作相比,套作更有利于玉米的生长,理由是
(4)根据实验结果分析,花生套作时可通过增加
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9 . 葡萄是重要的经济栽培果树。不适当的使用化肥使土壤盐碱化日趋加重,盐害成为限制葡萄生产的主要问题之一。学者研究不同浓度NaCl处理(也称为盐胁迫)对“鄞红”葡萄幼苗生长、光合特性的影响,为盐碱地“鄞红”葡萄的栽培提供参考。实验处理如下表:
实验期间保证适宜条件,测定“鄞红”葡萄的叶绿素含量、叶片净光合速率(净光合速率:实际光合速率-呼吸作用速率)。结果如下图1、2:
回答下列问题:
(1)叶绿素分布在植物细胞叶绿体的____ 。可以用____ 提取绿叶中的色素,在提取的过程中需要添加____ 以防止色素被分解。
(2)据图1分析,导致葡萄叶片的叶绿素相对含量下降的因素有____ 。植物叶片叶绿素含量是衡量植物耐盐性的重要生理指标之一。实验表明:在低盐胁迫下(NaCl≤0.4%)对叶绿素含量影响较小,表明“鄞红”葡萄具有____ ;而高盐胁迫下(NaCl>0.4%)叶绿素含量显著下降。
(3)结合图1、图2分析,可知“鄞红”葡萄净光合速率和叶绿素的变化之间呈现出____ (填“正相关”或“负相关”),原因是____ 。
组别 | 对照组 | 1组 | 2组 | 3组 | 4组 |
NaCl浓度 | 0 | 0.2% | 0.4% | 0.6% | 0.8% |
回答下列问题:
(1)叶绿素分布在植物细胞叶绿体的
(2)据图1分析,导致葡萄叶片的叶绿素相对含量下降的因素有
(3)结合图1、图2分析,可知“鄞红”葡萄净光合速率和叶绿素的变化之间呈现出
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10 . 地宝兰是我国特有的珍稀极危植物,为制定更合理有效的保护机制,研究人员通过人工遮荫的方法设置了不同光照条件(8%、20%、45%和100%自然光),测定地宝兰叶肉细胞中的色素含量和净光合速率,结果如图1和图2。
(1)地宝兰叶肉细胞叶绿体___ 上色素捕获的光能,在叶绿体中转化为___ 。
(2)测定地宝兰叶片中色素含量时,需先分别用___ 和___ 提取、分离叶片中的色素,再测定其含量。据图1分析,该植物可通过___ 增强对弱光的适应能力。
(3)图2结果显示,8:00-11:00时不同光照强度下地宝兰净光合速率不断增加,其原因是___ ,此时类囊体上可以产生更多的___ 供暗反应合成有机物。11:00-12:30光照强度增加,光合速率反而下降,原因是___ 。
(4)请依据以上研究结果,将地宝兰的光照条件设置在___ 条件下,有利于有机物的积累。
(1)地宝兰叶肉细胞叶绿体
(2)测定地宝兰叶片中色素含量时,需先分别用
(3)图2结果显示,8:00-11:00时不同光照强度下地宝兰净光合速率不断增加,其原因是
(4)请依据以上研究结果,将地宝兰的光照条件设置在
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