- 能量之源——光与光合作用
- 共7595题
为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响,某研究小组做了如下实验,请完成实验报告并回答下列问题:
(1)实验报告
①材料用具:乳熟期的温室盆栽水稻,1mmol/L NaHSO3溶液,蒸馏水,喷壶,光合分析测定仪等.
②实验步骤:
第一步:选取若干______的水稻植株随机平均分成甲、乙两组,甲组为对照组,乙组为实验组.
第二步:每天傍晚分别将等量的______、______喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上,次日上午测定光合速率.
③结果与分析:实验结果见图1,经分析可以得出的结论是______.
(2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力,推测其作用部位是叶绿体的______,进而加快对图2 中______(填字母A~D)物质的利用.
(3)研究小组利用上述条件设计实验,证明了0.2mol/L 硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1mmol/L NaHSO3效应相同,两者共同处理既不存在累加效应,也无抑制效应.请在答题纸的方框内用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1000 勒克斯).
正确答案
解:(1)②第一步:实验分组编号,即选取若干株型、长势、叶片均一的水稻植株随机平均分成甲、乙两组,甲组为对照组,乙组为实验组.
第二步:该实验中自变量为是否喷施NaHSO3溶液,因变量是水稻光合速率,其它为无关变量,在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰,所用实验材料的株型、长势等条件要基本相同;实验操作分对照组和实验组,对照组喷洒一定量的蒸馏水,实验组喷洒1mmol/LNaHSO3溶液.
③根据图1,在不同光照强度下,喷洒NaHSO3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组,说明NaHSO3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率.
(2)光合作用的光反应阶段可以产生ATP,场所在叶绿体的类囊体薄膜上;ATP可以参与暗反应过程,图2中A表示二氧化碳,B表示C3,C表示光合作用产物糖类,D表示C5,光反应增强,ATP和[H]增多,可促进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用.
(3)根据题中信息,0.2μmol/L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol/L的NaHSO3溶液效应相同,可促进水稻光合作用效率,但二者无累加效应和抑制效应,即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的.据此信息结合图1可作出对应的条形图:
故答案为:
(1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1 mmol/L NaHSO3 溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3 溶液均可提高水稻光合速率
(2)类囊体 A、B、D
(3)见下图
解析
解:(1)②第一步:实验分组编号,即选取若干株型、长势、叶片均一的水稻植株随机平均分成甲、乙两组,甲组为对照组,乙组为实验组.
第二步:该实验中自变量为是否喷施NaHSO3溶液,因变量是水稻光合速率,其它为无关变量,在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰,所用实验材料的株型、长势等条件要基本相同;实验操作分对照组和实验组,对照组喷洒一定量的蒸馏水,实验组喷洒1mmol/LNaHSO3溶液.
③根据图1,在不同光照强度下,喷洒NaHSO3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组,说明NaHSO3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率.
(2)光合作用的光反应阶段可以产生ATP,场所在叶绿体的类囊体薄膜上;ATP可以参与暗反应过程,图2中A表示二氧化碳,B表示C3,C表示光合作用产物糖类,D表示C5,光反应增强,ATP和[H]增多,可促进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用.
(3)根据题中信息,0.2μmol/L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol/L的NaHSO3溶液效应相同,可促进水稻光合作用效率,但二者无累加效应和抑制效应,即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的.据此信息结合图1可作出对应的条形图:
故答案为:
(1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1 mmol/L NaHSO3 溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3 溶液均可提高水稻光合速率
(2)类囊体 A、B、D
(3)见下图
如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与需氧呼吸过程及其关系的图解,其中A-D表示相关过程,a-e表示有关物质.
(1)A过程表示______,它为B过程提供了[d]______和[e]______.
(2)图中b物质表示______.
(3)B、C过程进行的场所分别是______、______.
(4)柠檬酸循环为卡尔文循环提供的物质是______,卡尔文循环的产物将在______转换成蔗糖.
(5)在光照充足的条件下,叶肉细胞产生ATP的场所有______.
正确答案
解:(1)据图分析,A是光反应阶段,光反应可以为暗反应提供d即NADPH 和e即ATP.
(2)图中b物质表示光反应产生的氧气.
(3)B是暗反应阶段,进行的场所叶绿体基质,C是有氧呼吸第二阶段,期场所是线粒体基质.
(4)柠檬酸循环即有氧呼吸第二阶段为暗反应卡尔文循环提供的物质是二氧化碳,暗反应的产物在叶绿体外转变为蔗糖.
(5)光照充足的条件下,光合作用与呼吸作用都可以产生ATP,叶肉细胞产生ATP的场所有细胞溶胶、叶绿体、线粒体.
故答案为:
(1)光反应 NADPH ATP
(2)氧气
(3)叶绿体基质 线粒体基质
(4)二氧化碳 叶绿体外(或细胞溶胶)
(5)细胞溶胶、叶绿体、线粒体
解析
解:(1)据图分析,A是光反应阶段,光反应可以为暗反应提供d即NADPH 和e即ATP.
(2)图中b物质表示光反应产生的氧气.
(3)B是暗反应阶段,进行的场所叶绿体基质,C是有氧呼吸第二阶段,期场所是线粒体基质.
(4)柠檬酸循环即有氧呼吸第二阶段为暗反应卡尔文循环提供的物质是二氧化碳,暗反应的产物在叶绿体外转变为蔗糖.
(5)光照充足的条件下,光合作用与呼吸作用都可以产生ATP,叶肉细胞产生ATP的场所有细胞溶胶、叶绿体、线粒体.
故答案为:
(1)光反应 NADPH ATP
(2)氧气
(3)叶绿体基质 线粒体基质
(4)二氧化碳 叶绿体外(或细胞溶胶)
(5)细胞溶胶、叶绿体、线粒体
某兴趣小组的同学为研究光合作用和呼吸作用,取同种植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片设计了一组实验如下图.烧杯中的营养液保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应,气体量的变化可以通过观察有色液滴的位置进行判断.请回答下列问题:
(1)该组实验中叶肉细胞内合成ATP的场所或细胞器有______个,叶绿体中含光合色素的结构称为______,含量最高的色素为______.
(2)该组实验应当考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用产生的系统误差,因此每组均需要设置对照组,对照组应为______.
(3)设置对照组后发现系统误差可以忽略.适宜的光照下,装置A中有色液滴的移动情况是______,短时间内装置B中有色液滴的移动情况是______.原因是______.装置C中有色液滴的移动情况会随着光照条件的变化而变化,适宜光照条件下,装置C中有色液滴的移动情况是______.此时突然将C装置从光下移动到黑暗处,极短时间内叶肉细胞中的C3物质含量变化是______,C5物质含量变化是______.当装置C中有色液滴不移动时,叶片的光合作用速率______呼吸作用速率(填“大于”、“小于”或“等于”).要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置______(填字母).
正确答案
解:(1)据图分析,该组实验中叶肉细胞可以进行光合作用与呼吸作用,都可以产生ATP,所以合成ATP的场所或细胞器有细胞质基质、线粒体和叶绿体共3个场所.光合作用色素所在的场所是类囊体薄膜或基粒,其中叶绿素a的含量最高.
(2)为排除环境因素等无关变量对实验的影响,需要做对照试验,对照组为叶片换成大小相同的死叶片,其他同各组装置.
(3)适宜的光照下,装置A中容器中光合作用消耗的二氧化碳量等于呼吸作用氧气的释放量,有色液滴不移动.装置B中由于二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收,不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,有氧气量的净消耗,容器内气压下降,液滴左移.装置C中,二氧化碳供应充足,容器内光合作用与呼吸作用的共同作用有氧气的净释放,气压增大,液滴右移.突然将C装置从光下移动到黑暗处,供应降低,[H]和ATP生成减少,三碳化合物的还原受阻,短时间内其来源不变,最终导致极短时间内叶肉细胞中的C3物质含量上升,同时五碳化合物的生成减少,去路不变,最终导致五碳化合物含量下降.当装置C中有色液滴不移动时,叶片的光合作用速率等于呼吸速率.测定叶片细胞呼吸的强度时应该使人的氧气减少量作为唯一变量,故最好选择装置D.
故答案为:
(1)3 类囊体薄膜或者基粒 叶绿素a
(2)叶片换成大小相同的死叶片,其他同各组装置
(3)不移动 向左移动 叶肉细胞呼吸消耗氧气,而产生的CO2被装置内NaOH或者叶片内光合作用全部吸收,因此有色液滴左移 向右移动 上升 下降 等于 D
解析
解:(1)据图分析,该组实验中叶肉细胞可以进行光合作用与呼吸作用,都可以产生ATP,所以合成ATP的场所或细胞器有细胞质基质、线粒体和叶绿体共3个场所.光合作用色素所在的场所是类囊体薄膜或基粒,其中叶绿素a的含量最高.
(2)为排除环境因素等无关变量对实验的影响,需要做对照试验,对照组为叶片换成大小相同的死叶片,其他同各组装置.
(3)适宜的光照下,装置A中容器中光合作用消耗的二氧化碳量等于呼吸作用氧气的释放量,有色液滴不移动.装置B中由于二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收,不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,有氧气量的净消耗,容器内气压下降,液滴左移.装置C中,二氧化碳供应充足,容器内光合作用与呼吸作用的共同作用有氧气的净释放,气压增大,液滴右移.突然将C装置从光下移动到黑暗处,供应降低,[H]和ATP生成减少,三碳化合物的还原受阻,短时间内其来源不变,最终导致极短时间内叶肉细胞中的C3物质含量上升,同时五碳化合物的生成减少,去路不变,最终导致五碳化合物含量下降.当装置C中有色液滴不移动时,叶片的光合作用速率等于呼吸速率.测定叶片细胞呼吸的强度时应该使人的氧气减少量作为唯一变量,故最好选择装置D.
故答案为:
(1)3 类囊体薄膜或者基粒 叶绿素a
(2)叶片换成大小相同的死叶片,其他同各组装置
(3)不移动 向左移动 叶肉细胞呼吸消耗氧气,而产生的CO2被装置内NaOH或者叶片内光合作用全部吸收,因此有色液滴左移 向右移动 上升 下降 等于 D
(2015秋•温州校级期末)图是原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于不同光强度下后.根据其吸收CO2量制成的曲线.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B点表示光补偿点,D点对应的光照强度表示光饱和点,A错误;
B、在C点时,叶肉细胞光合作用强度小于呼吸作用强度,所以产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体,B错误;
C、若将植物从D条件移动到B条件时,光照强度减弱,产生的[H]和ATP减少,还原C3的能力减弱,导致RuBP的含量增加,C正确;
D、若将环境CO2浓度提高,则光合作用强度增强,B点将向左移动,D错误.
故选:C.
图甲表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系,图乙表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图甲看不出温度超过30℃时光合作用的变化,所以不能确认光合作用的最适温度为30℃,A错误;
B、在温度为20℃、光照强度小于8千勒克司的范围内,随光照强度的增加,光合作用在逐渐增强,所以此范围内限制该植株光合速度的因素是光照强度,B错误;
C、由图乙可知,氧浓度为d时,二氧化碳的释放量=氧气的吸收量,即完全有氧呼吸,而最适合植物器官储藏的氧环境应该是低氧,C错误;
D、由图乙可知氧浓度为b时,氧气的吸收量为3,二氧化碳的释放量为8,而有氧呼吸分解1摩尔葡萄糖消耗6摩尔氧气产生6摩尔二氧化碳,所以氧气的吸收量为3时,有氧呼吸分解葡萄糖的摩尔数是0.5产生二氧化碳的摩尔数是3,根据总二氧化碳的释放量为8,所以无氧呼吸产生的二氧化碳量是8-3=5,无氧呼吸分解1摩尔葡萄糖产生2摩尔二氧化碳,所以无氧呼吸产生二氧化碳为5时分解葡萄糖的量为2.5,2.5÷0.5=5,所以厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸消耗葡萄糖的量的5倍,D正确.
故选:D.
叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积,叶面积指数越大,叶片交错重叠程度越大.如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系.
(1)A点代表的意义是______.
(2)两条曲线所围成的部分代表什么?______.
(3)叶面积指数大约为______时(用图中数字回答),对农作物增产最有利.
(4)据图解释为什么农作物不能过度密植?______.
正确答案
解:(1)A点时,两条线相交,说明此时光合作用的强度等于呼吸作用的强度,净光合速率为0.
(2)净光合速率=真正的光合速率-呼吸速率,所以两条曲线所围成的部分代表有机物的积累量.
(3)叶面积指数大约为5时,净光合速率最大,有机物的积累速率最快,对农作物增产最有利.
(4)若农作物过度密植,则叶片之间相互遮挡光照,且田间通风不良,CO2浓度低,光合强度弱;而呼吸强度则因密度大,叶片多而明显加强,故有机物积累减少,产量降低.
故答案为:
(1)光合作用的强度等于呼吸作用的强度
(2)有机物的积累量
(3)5
(4)若农作物过度密植,则叶片之间相互遮挡光照,且田间通风不良,CO2浓度低,光合强度弱;而呼吸强度则因密度大,叶片多而明显加强,故有机物积累减少,产量降低
解析
解:(1)A点时,两条线相交,说明此时光合作用的强度等于呼吸作用的强度,净光合速率为0.
(2)净光合速率=真正的光合速率-呼吸速率,所以两条曲线所围成的部分代表有机物的积累量.
(3)叶面积指数大约为5时,净光合速率最大,有机物的积累速率最快,对农作物增产最有利.
(4)若农作物过度密植,则叶片之间相互遮挡光照,且田间通风不良,CO2浓度低,光合强度弱;而呼吸强度则因密度大,叶片多而明显加强,故有机物积累减少,产量降低.
故答案为:
(1)光合作用的强度等于呼吸作用的强度
(2)有机物的积累量
(3)5
(4)若农作物过度密植,则叶片之间相互遮挡光照,且田间通风不良,CO2浓度低,光合强度弱;而呼吸强度则因密度大,叶片多而明显加强,故有机物积累减少,产量降低
在只含14C的CO2条件下,植物进行光合作用,14C的转移途径是( )
正确答案
解析
解:暗反应阶段中CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成淀粉等有机物.故在只含14C的CO2条件下,植物进行光合作用,14C的转移途径是CO2→C3→(CH2O).
故选:A.
某科学家用14C的二氧化碳追踪光合作用中碳原子的转移,最可能的途径是( )
正确答案
解析
解:已知光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,二氧化碳是暗反应的原料,用14C的二氧化碳作原料,可以追踪光合作用暗反应中碳原子的转移途径.在暗反应过程中发生的物质变化是;空气中的CO2进入叶绿体基质中与C5经过C的固定产生C3,C3在光反应提供的【H】和ATP及多种酶的催化的作用下被还原生成糖类,所以14C的二氧化在暗反应中最可能的途径是二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖.
故选:D.
如图是某植物叶肉细胞中光合作用与呼吸作用之间的关系图,其中A-E表示相关过程,a-e表示相关物质.有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据分析,图中a、b、c物质分别表示氧气、二氧化碳和水,A错误;
B、图中A、B过程分别表示光反应和暗反应,C过程为有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,B错误;
C、B表示暗反应,只消耗ATP,不能产生ATP,C错误;
D、玉米根尖分生区细胞不含叶绿体,不能进行光合作用,所以只能进行的是CDE过程,乳酸菌只能进行无氧呼吸,所以细胞中能进行的是E过程,D正确.
故选:D.
如图所示为叶绿体中的某种结构,及其上发生的物质和能量变化,下面叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、水在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体膜上,所以图中的①是植物吸收的水分子,A正确;
B、叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体膜上,B正确;
C、在叶绿体的类囊体膜上,色素将吸收的光能转变为[H]和ATP中的化学能,C正确;
D、[H]和ATP都能用于暗反应,O2不用于暗反应,直接释放,D错误.
故选:D.
扫码查看完整答案与解析