- 光合作用的探究历程
- 共136题
在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说．以下哪项科学实验能证明这一假说（ ）
正确答案
解析
解：A、英格豪斯在实验中证明了植物在光照条件下可以改变空气成分，即氧气和二氧化碳，但是这两种气体中未涉及能量的转换，A错误；
B、恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光，但未能证明该光能是否转变成其它形式的能量，B错误；
C、萨克斯的实验可以证明光合作用过程中吸收的光能转化成了有机物（淀粉）中稳定的化学能，C正确；
D、鲁宾和卡门的实验只是证明了氧气的来源，而氧气中未涉及能量的转换，D错误．
故选：C．
Ⅰ．20世纪50年代，卡尔文及其同事在研究光合作用时，将小球藻悬浮液装在一个密闭玻璃容器中，通过一个通气管向容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制有无光照．
（1）实验材料小球藻属于______（原核、真核）生物．
（2）实验时，卡尔文等按照预先设定的时间长度向容器内注入14C标记的CO2，在每个时间长度结束时，把小球藻悬浮液滴入4倍体积的乙醇中，使小球藻细胞中______失活，杀死小球藻，同时提取其产物，采用纸层析法分离出各种化合物．纸层析法的原理是利用了不同化合物在层析液中______的不同．
（3）卡尔文等向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，将反应时间缩短到0.5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中．上述实验中卡尔文等是通过控制______来探究CO2中碳原子转移路径的，采用了______等技术方法．
（4）在实验中，卡尔文等还发现，在光照下C3和C5的浓度很快达到饱和并保持稳定．但当把灯关掉后，______（C3、C5）的浓度急速升高，同时______（C3、C5）的浓度急速降低．卡尔文等在光照下突然中断______的供应，这时他发现C5的量积聚起来，C3却消失了，他们由此得出结论，固定CO2的物质是C5．
Ⅱ．芦荟进行光合作用时，夜间气孔开放，吸收CO2转化成某有机酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的某有机酸经脱羧作用释放CO2参与光合作用．
（1）芦荟气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的，推测其生活的环境最可能是______．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中葡萄糖含量增加，则可能是由于
______（答环境因素）造成的．
（2）温室大棚中的芦荟在24：00～4：00时也有ATP的合成，原因是______．此过程中ATP产生的场所是______，影响芦荟ATP合成的主要因素是______，ATP的作用是______．
（3）利用植物细胞的______（答能力），通过植物组织培养技术可大规模生产芦荟的种苗，此过程中细胞分化的根本原因是______．
（4）植物体内有很多优良基因，利用PCR技术可以扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）．图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础．
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为______．
②在第______轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
正确答案
Ⅰ（1）实验材料小球藻属于真核生物
（2）乙醇能使蛋白质变性，用乙醇处理细胞，会使酶变性失活，从而杀死细胞，细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可把细胞内化合物分离开来
（3）卡尔文等向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，将反应时间缩短到0.5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中．上述实验中卡尔文等是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子转移路径的，采用了同位素示踪法
（4）把灯关掉，没有光照，光反应不能进行，无ATP和【H】产生，从而影响C3的还原，而CO2的固定仍然进行，所以C3的浓度急速升高，C5的浓度急速降低．若光照不变，突然中断CO2的供应，光反应产生ATP和【H】不变，C3的还原不变，而CO2的固定因缺少原料不能进行，会使C5的量积聚起来，C3消失．
Ⅱ（1）芦荟进行光合作用时，夜间气孔开放，吸收CO2转化成某有机酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的某有机酸经脱羧作用释放CO2参与光合作用，推测其生活的环境最可能是炎热干旱；影响光合作用的环境因素是温度、光照强度等，和呼吸作用的海景因素是温度、氧气等，若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中葡萄糖含量增加，说明其净光合作用增强，可能是由于温度更接近光合作用最适温度或光照增加造成的
（2）植物细胞在进行光合作用的同时，也进行呼吸作用，光影响光合作用，但不影响呼吸作用，温室大棚中的芦荟在24：00～4：00时也有ATP的合成，原因是通过细胞呼吸（呼吸作用）合成．此过程中ATP产生的场所是细胞质基质和线粒体；影响芦荟ATP合成的主要因素是温度、氧气浓度；ATP的作用是用于植物各种生命活动．
（3）植物组织培养技术的原理是细胞的全能性，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达．
（4）利用PCR技术可以扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似，属于半保留复制，从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为
15/16，在第 三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
故答案应为：
Ⅰ．（1）真核
（2）酶； 溶解度
（3）反应时间； 同位素示踪法
（4）C3； C5；CO2
Ⅱ．（1）炎热干旱；温度更接近光合作用的最适温度或光照增加
（2）通过细胞呼吸（呼吸作用）合成； 细胞质基质和线粒体； 温度、氧气浓度；用于植物各种生命活动
（3）全能性； 基因的选择性表达
（4）①15/16 ②三
解析
Ⅰ（1）实验材料小球藻属于真核生物
（2）乙醇能使蛋白质变性，用乙醇处理细胞，会使酶变性失活，从而杀死细胞，细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可把细胞内化合物分离开来
（3）卡尔文等向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，将反应时间缩短到0.5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中．上述实验中卡尔文等是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子转移路径的，采用了同位素示踪法
（4）把灯关掉，没有光照，光反应不能进行，无ATP和【H】产生，从而影响C3的还原，而CO2的固定仍然进行，所以C3的浓度急速升高，C5的浓度急速降低．若光照不变，突然中断CO2的供应，光反应产生ATP和【H】不变，C3的还原不变，而CO2的固定因缺少原料不能进行，会使C5的量积聚起来，C3消失．
Ⅱ（1）芦荟进行光合作用时，夜间气孔开放，吸收CO2转化成某有机酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的某有机酸经脱羧作用释放CO2参与光合作用，推测其生活的环境最可能是炎热干旱；影响光合作用的环境因素是温度、光照强度等，和呼吸作用的海景因素是温度、氧气等，若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中葡萄糖含量增加，说明其净光合作用增强，可能是由于温度更接近光合作用最适温度或光照增加造成的
（2）植物细胞在进行光合作用的同时，也进行呼吸作用，光影响光合作用，但不影响呼吸作用，温室大棚中的芦荟在24：00～4：00时也有ATP的合成，原因是通过细胞呼吸（呼吸作用）合成．此过程中ATP产生的场所是细胞质基质和线粒体；影响芦荟ATP合成的主要因素是温度、氧气浓度；ATP的作用是用于植物各种生命活动．
（3）植物组织培养技术的原理是细胞的全能性，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达．
（4）利用PCR技术可以扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似，属于半保留复制，从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为
15/16，在第 三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段．
故答案应为：
Ⅰ．（1）真核
（2）酶； 溶解度
（3）反应时间； 同位素示踪法
（4）C3； C5；CO2
Ⅱ．（1）炎热干旱；温度更接近光合作用的最适温度或光照增加
（2）通过细胞呼吸（呼吸作用）合成； 细胞质基质和线粒体； 温度、氧气浓度；用于植物各种生命活动
（3）全能性； 基因的选择性表达
（4）①15/16 ②三
（2015秋•肥东县校级期中）下列有关生命科学研究方法和发展过程叙述，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、罗伯特森在电子显微镜下看到了细胞膜的暗-亮-暗结构，即蛋白质-脂质-蛋白质结构，提出单位膜模型，A错误；
B、细胞通过分裂产生新细胞是魏尔肖提出的，B错误；
C、卡尔文追踪检测14CO2在小球藻光合作用中转化成有机物的途径，发现了光合作用的暗反应过程，C正确；
D、孟德尔在豌豆开花之前对母本进行去雄和授粉，实现亲本的杂交，D错误．
故选：C．
下列有关实验变量的分析错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、萨克斯在研究光合作用的产物时，实验中叶片是否照光为自变量，是否产生淀粉为因变量，A正确；
B、鲁宾和卡门实验中标记物质为自变量，含有放射性的产物为因变量，B正确；
C、如果研究温度对光合作用强度影响的各实验中，温度则为自变量，C错误；
D、温度影响酶活性的实验中，温度是自变量，酶的活性是因变量，D正确．
故选：C．
1880年，美国科学家恩格尔曼做了如下两个实验．
实验一：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵．他发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，如①所示．如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位，如②所示．
实验二：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域．
请分析实验回答问题：
（1）实验一的因变量是______，这个因变量是通过观测______（现象）来确定的，要观察到这个现象，必需借助于______这一实验器材；
（2）分析实验一，能得出的结论是：______；
（3）将下列关于实验二结果的分析过程补充完整：
正确答案
解：（1）分析实验一可知，实验的自变量为是否遮光，由于光合作用能够产生氧气，因此实验的因变量是氧气释放量，这个因变量是通过观测 好氧细菌分布的密度来确定的，要观察到这个现象，必需借助于显微镜这一实验器材．
（2）实验一可以判断，好氧细菌集中在被光照射到的叶绿体的部位，因此可以得出叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所．
（3）实验二中可以看出，好氧细菌聚集在红光和蓝光照射的区域，说明这两个区域释放氧气最多，则此区域光合作用较强，更加可以确定叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光．
故答案为：
（1）氧气释放量 好氧细菌分布的密度 显微镜
（2）叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所（或：氧气是叶绿体释放出来的 或：光合作用需要光）；
（3）氧气 光合作用 （水绵）叶绿体主要吸收红光和蓝光
解析
解：（1）分析实验一可知，实验的自变量为是否遮光，由于光合作用能够产生氧气，因此实验的因变量是氧气释放量，这个因变量是通过观测 好氧细菌分布的密度来确定的，要观察到这个现象，必需借助于显微镜这一实验器材．
（2）实验一可以判断，好氧细菌集中在被光照射到的叶绿体的部位，因此可以得出叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所．
（3）实验二中可以看出，好氧细菌聚集在红光和蓝光照射的区域，说明这两个区域释放氧气最多，则此区域光合作用较强，更加可以确定叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光．
故答案为：
（1）氧气释放量 好氧细菌分布的密度 显微镜
（2）叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所（或：氧气是叶绿体释放出来的 或：光合作用需要光）；
（3）氧气 光合作用 （水绵）叶绿体主要吸收红光和蓝光
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