- 能量之源——光与光合作用
- 共7595题
如图是一晴朗夏日某植物的光合作用强度随时间变化的曲线图,C点与B点比较,叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是( )
正确答案
解析
解:分析图解可知,C点和B点相比较,C点的光照强度大于B点,但是由于光照过强导致植物气孔关闭,使C点二氧化碳浓度降低.
二氧化碳浓度降低将抑制暗反应中二氧化碳的固定反应,导致C3含量降低,而C5含量升高;C3含量降低后,利用的光反应提供的ATP和[H]减少,从而导致ATP和[H]的含量升高.
故选:C.
下列有关光合作用的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在光合作用过程中,NADPH产生于叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜,A正确;
B、在其他条件均正常时,若CO2的供应减少,则细胞中利用C5生成C3减少,所以细胞中C3含量下降,C5含量上升,B正确;
C、若给予阳生植物充足的光照并保证CO2的供应,则可提高其光合作用效率,C正确;
D、在某一光照下实验时,检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换,则可判断出此叶片进行光合作用了,且光合速率=呼吸速率,D错误.
选:D.
夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中O2的含量进行24小时的检测,结果如图1;图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解,请回答下列问题:
(1)该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物?______.原因是______.
(2)与它们各自的前一阶段相比,EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变化趋势分别是______和______,图1中CD段变化的原因可能是______.
(3)处于图1中的B点时,图2中应该进行的气体转移途径有______;而处于图1中的DB段,图2中应该进行的气体转移途径有______.
正确答案
解:(1)由图中F点氧气浓度大于A点氧气浓度可知,净光合作用大于0,说明该大棚内的蔬菜经过一昼夜后有机物有积累.
(2)EC光照增强,ATP和NADPH含量增加,C3 的还原增加,二氧化碳固定速率不变,故C3减少;DB段,光照减弱,ATP和NADPH含量减少,C3 的还原减少,二氧化碳固定速率不变,故C3增加.图1中CD段变化的原因可能是光照过强,使温度过高,气孔关闭,CO2供应不足,暗反应减弱,限制了光反应的进行.
(3)对应图1中的B点时,植物总体的光合作用等于呼吸作用,图2中应该进行的气体转移途径有C、D,而叶肉细胞中的光合作用大于呼吸作用,故图2中应该进行的气体转移途径有A、C、D、E.
故答案为:
(1)是 F点的O2含量高于A点(一天内光合作用产生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)
(2)减少 增加 光照过强,使温度过高,气孔关闭,CO2供应不足,暗反应减弱,限制了光反应的进行
(3)C、D A、C、D、E
解析
解:(1)由图中F点氧气浓度大于A点氧气浓度可知,净光合作用大于0,说明该大棚内的蔬菜经过一昼夜后有机物有积累.
(2)EC光照增强,ATP和NADPH含量增加,C3 的还原增加,二氧化碳固定速率不变,故C3减少;DB段,光照减弱,ATP和NADPH含量减少,C3 的还原减少,二氧化碳固定速率不变,故C3增加.图1中CD段变化的原因可能是光照过强,使温度过高,气孔关闭,CO2供应不足,暗反应减弱,限制了光反应的进行.
(3)对应图1中的B点时,植物总体的光合作用等于呼吸作用,图2中应该进行的气体转移途径有C、D,而叶肉细胞中的光合作用大于呼吸作用,故图2中应该进行的气体转移途径有A、C、D、E.
故答案为:
(1)是 F点的O2含量高于A点(一天内光合作用产生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)
(2)减少 增加 光照过强,使温度过高,气孔关闭,CO2供应不足,暗反应减弱,限制了光反应的进行
(3)C、D A、C、D、E
我国北方地区冬季种植温室大棚时,每当晴朗的中午,农民都要将塑料大棚开一道缝,以利于温室通风,农民将其叫做“开风口”,下列关于“开风口”的说法中不确切的是( )
正确答案
解析
解:A、“开风口”增加大棚内的空气流通,能提高大棚内CO2的浓度,利于提高光合作用效率,A正确;
B、“开风口”可以增加大棚内的空气流通,能提高大棚内O2的含量,B正确;
C、“开风口”只是增加大棚内的空气流通,不能提高光照强度,C错误;
D、“开风口”可以降低大棚内的湿度,使得植物生活与适宜的环境,利于植物吸收水分和运输矿质元素,D正确.
故选:C.
将生长健壮的小麦幼苗置于透明玻璃罩内,在温度适宜、不同光照强度下进行光合作用实验,测得叶片CO2的净吸收速率为m.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若m<0,则表示小麦叶片不进行光合作用或光合速率小于呼吸速率,A错误;
B、若m>0,则光合速率大于呼吸速率,在光照强度未饱和时,随着光照强度的增加,m值也增加;而光照强度达到饱和时,随着光照强度的增加,m值不再增加,B错误;
C、若m=0,则光合速率等于呼吸速率,所以在此条件下一定时间后,叶片干重不变,C正确;
D、若对玻璃罩遮光且升高温度,导致光合作用强度降低,则会导致m值变小,D错误.
故选:C.
如图所示是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,请回答:
(1)图中b代表的物质是______.物质a分布在叶绿体的______.
(2)上述①~⑤过程中,能够产生ATP的过程是______(填序号),过程③发生的场所是______.在②中,如果用放射性同位素对g示踪,则放射性同位素最先出现在[______]______中(括号内填字母).
(3)适宜的光照下,①过程为②过程提供的物质是______和______.上述③~⑤过程中,与无氧呼吸同样的是______(填序号)过程.
(4)上述①~⑤过程中,有二氧化碳生成和必须有二氧化碳参与进行的过程分别是______(填序号).可在该植物根细胞中进行的过程是______(填序号).在生态系统中,大气中的二氧化碳进入生物群落要经过图中的哪些生理过程?______(填序号).
(5)若该植物是番茄,将其种在温室中,写出两种通过同时改变上述生理过程的强度来提高产量的措施.______.
正确答案
解:(1)水生成b和c,表示的生理过程是水的光解,b释放放到细胞外,所以b是氧气,c是[H];①代表光反应,场所是类囊体薄膜.
(2)能产生ATP的生理过程是①光反应产生ATP,③有氧呼吸的第一阶段产生ATP,④有氧呼吸的第二阶段产生ATP,⑤有氧呼吸的第三阶段产生ATP;,③有氧呼吸的第一阶段的场所是细胞质基质;根据有氧呼吸的第二阶段反应方程式看g物质是二氧化碳,二氧化碳的固定反应的产物是三碳化合物.
(3)光反应为暗反应提供ATP和[H];无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是一样的,有氧呼吸的第一阶段是③;
(4)根据有氧呼吸的反应方程式看,④有氧呼吸的第二阶段产生二氧化碳;暗反应中②二氧化碳的固定需要二氧化碳作为原料;植物根细胞没有叶绿体,有线粒体,可以进行有氧呼吸,所以③④⑤阶段在根细胞中能发生;在生态系统中,大气中的二氧化碳进入生物群落通过光合作用,光合作用包括①②过程.
(5)在图中发生的生理过程有光合作用和呼吸作用,提高光合作用的途径有增加CO2浓度或适当提高光照强度,降低呼吸作用的方法,可以降低温度等.
故答案为:
(1)氧气 类囊体的薄膜上
(2)①③④⑤细胞质基质[h]三碳化合物(C3)
(3)ATP(或三磷酸腺苷)[H](或氢) ③
(4)④②③④⑤①②
(5)①增加CO2浓度(或适当提高光照强度、延长光合作用的时间、用无色透明玻璃或薄膜做顶棚等)
②调节温度,增大昼夜温差(其它合理答案合理也可给分)
解析
解:(1)水生成b和c,表示的生理过程是水的光解,b释放放到细胞外,所以b是氧气,c是[H];①代表光反应,场所是类囊体薄膜.
(2)能产生ATP的生理过程是①光反应产生ATP,③有氧呼吸的第一阶段产生ATP,④有氧呼吸的第二阶段产生ATP,⑤有氧呼吸的第三阶段产生ATP;,③有氧呼吸的第一阶段的场所是细胞质基质;根据有氧呼吸的第二阶段反应方程式看g物质是二氧化碳,二氧化碳的固定反应的产物是三碳化合物.
(3)光反应为暗反应提供ATP和[H];无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是一样的,有氧呼吸的第一阶段是③;
(4)根据有氧呼吸的反应方程式看,④有氧呼吸的第二阶段产生二氧化碳;暗反应中②二氧化碳的固定需要二氧化碳作为原料;植物根细胞没有叶绿体,有线粒体,可以进行有氧呼吸,所以③④⑤阶段在根细胞中能发生;在生态系统中,大气中的二氧化碳进入生物群落通过光合作用,光合作用包括①②过程.
(5)在图中发生的生理过程有光合作用和呼吸作用,提高光合作用的途径有增加CO2浓度或适当提高光照强度,降低呼吸作用的方法,可以降低温度等.
故答案为:
(1)氧气 类囊体的薄膜上
(2)①③④⑤细胞质基质[h]三碳化合物(C3)
(3)ATP(或三磷酸腺苷)[H](或氢) ③
(4)④②③④⑤①②
(5)①增加CO2浓度(或适当提高光照强度、延长光合作用的时间、用无色透明玻璃或薄膜做顶棚等)
②调节温度,增大昼夜温差(其它合理答案合理也可给分)
在不同温度条件下,研究某植物的光合速率与光照强度之间的变化关系,得到如图①所示结果.请回答下列问题:
(1)如图①表明影响植物光合作用强度的环境因素有______;当光照强度为5klx时,与25℃相比,15℃条件下叶绿体产生O2的速率______.
(2)在25℃条件下,AB段光合作用较弱是由于______,导致光反应为暗反应提供的______不足,从而限制了暗反应的进行.
(3)为探究叶绿体在光下利用ADP和Pi合成ATP的动力,科学家在黑暗条件下进行了如图②实验.实验在黑暗条件下进行的目的是______.根据实验结果可以推测叶绿体中形成ATP的动力来自______.
正确答案
解:(1)图①中的自变量是光照强度和温度,因变量是光合作用强度,所以图①表明影响植物光合作用强度的环境因素有光照强度和温度;当光照强度为5klx时,与25℃相比,15℃条件下,光合速率相等,但25℃时酶的活性较高,故光反应强度大于15℃时的情况,所以15℃条件下叶绿体产生O2的速率小.
(2)在25℃条件下,AB段光合作用较弱是由于光照强度较低,导致光反应为暗反应提供的[H]和ATP不足,从而限制了暗反应的进行.
(3)根据题意可知,叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化,ATP的形成属于光反应过程中的物质变化,实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响.实验结果看出,PH值平衡前,加入ADP和Pi能够产生ATP,而平衡后加入ADP和Pi后不能产生ATP,说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH值(或类囊体膜内侧pH小于外侧).
故答案为:
(1)光照强度、温度 小
(2)光照强度较低[H]和ATP
(3)避免光照对ATP合成的影响 类囊体膜两侧的pH差(或类囊体膜内侧pH小于外侧)
解析
解:(1)图①中的自变量是光照强度和温度,因变量是光合作用强度,所以图①表明影响植物光合作用强度的环境因素有光照强度和温度;当光照强度为5klx时,与25℃相比,15℃条件下,光合速率相等,但25℃时酶的活性较高,故光反应强度大于15℃时的情况,所以15℃条件下叶绿体产生O2的速率小.
(2)在25℃条件下,AB段光合作用较弱是由于光照强度较低,导致光反应为暗反应提供的[H]和ATP不足,从而限制了暗反应的进行.
(3)根据题意可知,叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化,ATP的形成属于光反应过程中的物质变化,实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响.实验结果看出,PH值平衡前,加入ADP和Pi能够产生ATP,而平衡后加入ADP和Pi后不能产生ATP,说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH值(或类囊体膜内侧pH小于外侧).
故答案为:
(1)光照强度、温度 小
(2)光照强度较低[H]和ATP
(3)避免光照对ATP合成的影响 类囊体膜两侧的pH差(或类囊体膜内侧pH小于外侧)
如图,图甲表示某大棚种植的蔬菜其叶肉细胞部分结构和相关代谢情况,其中a~f代表O2或CO2.图乙表示该蔬菜在30℃下O2净产量(光合作用的O2产生量-呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线.(该蔬菜光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃.)据图回答下列问题:
(1)在图甲中b代表______,它进入箭头所指的结构后将与______结合,图中与b代表相同物质的字母还有______.
(2)在图乙中,A、P、D三点时叶肉细胞中呼吸作用的强度关系是______(用对应字母和“>”、“<”、“=”表示).P点时叶肉细胞中产生ATP的膜结构有:______.在D点后,O2净产量的增长逐渐减慢,制约O2净产量增长的内在因素主要是______,外在因素除环境温度外还有______.
(3)其他条件不变,图乙中若温度调到25℃,则其 P点向______(左、右) 移动.
正确答案
解:(1)分析图甲,a代表二氧化碳、b代表氧气、c代表二氧化碳、d代表氧气、e代表氧气、f代表二氧化碳.b氧气进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段,与[H]结合产生水.
(2)呼吸作用时刻都在进行,与有无光照无关,所以图乙中,A、P、D三点时叶肉细胞中呼吸作用的强度关系是A=P=D.P点时表示植物的呼吸作用等于光合作用,此时叶肉细胞中产生ATP的膜结构包括叶绿体类囊体的薄膜、线粒体内膜.D点以后,光照强度增强,光合速率不再继续增加,主要内在限制因素是叶绿体的数量(光合色素和酶的含量)、C5的含量,外在因素有二氧化碳的浓度.
(3)该蔬菜光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,若温度调到25℃,光合作用增强,呼吸作用减弱,P点向左移动.
故答案为:
(1)O2 [H]e、d
(2)A=P=D 叶绿体类囊体的薄膜、线粒体内膜 叶绿体的数量(光合色素和酶的含量)、C5的含量 CO2的浓度
(3)左
解析
解:(1)分析图甲,a代表二氧化碳、b代表氧气、c代表二氧化碳、d代表氧气、e代表氧气、f代表二氧化碳.b氧气进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段,与[H]结合产生水.
(2)呼吸作用时刻都在进行,与有无光照无关,所以图乙中,A、P、D三点时叶肉细胞中呼吸作用的强度关系是A=P=D.P点时表示植物的呼吸作用等于光合作用,此时叶肉细胞中产生ATP的膜结构包括叶绿体类囊体的薄膜、线粒体内膜.D点以后,光照强度增强,光合速率不再继续增加,主要内在限制因素是叶绿体的数量(光合色素和酶的含量)、C5的含量,外在因素有二氧化碳的浓度.
(3)该蔬菜光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,若温度调到25℃,光合作用增强,呼吸作用减弱,P点向左移动.
故答案为:
(1)O2 [H]e、d
(2)A=P=D 叶绿体类囊体的薄膜、线粒体内膜 叶绿体的数量(光合色素和酶的含量)、C5的含量 CO2的浓度
(3)左
下列关于光合作用的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、光合作用中产生的糖类等有机物中,C来自于CO2,O来自于CO2,A错误;
B、光反应水的光解产生[H],暗反应C3的还原消耗[H],B错误;
C、叶绿体的类囊体薄膜上完成的能量转换过程是光能→活跃的化学能,C错误;
D、水的分解及三碳化合物还原所需能量分别来自光能和光反应产生的ATP,D正确.
故选:D.
为研究玉米对干旱的耐受性,进行了水分胁迫对玉米的气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率和净光合速率影响的实验,结果如图1、2.(说明:①光合有效辐射,是指太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量;②水分利用效率,是指净光合效率与蒸腾速率之比;③实验在最适宜温度下进行)
(1)大气中的CO2进入叶片叶肉细胞的主要通道是______,胞间CO2是通过______方式进入叶绿体内,参与______循环过程,最终还原成三碳糖.
(2)研究表明:光合有效辐射大于400μmol/(m2•s)时,水分胁迫条件下叶片的净光合速率较正常供水组低,其原因是______;在图1的A、B两点中,植物叶片的脱落酸浓度较高的是______点
(3)据图2可知,水分胁迫下玉米叶片水分利用率______(填“显著低于”或“显著高于”)正常供水组.从现有的信息分析,出现上述现象的主要原因是______.
正确答案
解:(1)大气中的二氧化碳是通过气孔进入植物体的,胞间CO2是通过自由扩散方式进入叶绿体内,参与光合作用的暗反应过程,即卡尔文循环.
(2)光合有效辐射大于400μmol/(m2•s)时,水分胁迫条件下叶片气孔导度低,吸收二氧化碳不足,所以净光合速率较正常供水组低.图1B点较A点的光合作用低,生长慢,所以脱落酸多些.
(3)图2中与正常供水组,水分胁迫下玉米叶片水分利用率 显著高于 正常供水组,可能的原因是水分胁迫条件下,玉米通过大幅度降低蒸腾作用速率来提供叶片的水分利用率.
故答案为:
(1)气孔 自由扩散 卡尔文
(2)气孔导度低,二氧化碳供应不足 B
(3)显著高于 水分胁迫条件下,玉米通过大幅度降低蒸腾作用速率来提供叶片的水分利用率
解析
解:(1)大气中的二氧化碳是通过气孔进入植物体的,胞间CO2是通过自由扩散方式进入叶绿体内,参与光合作用的暗反应过程,即卡尔文循环.
(2)光合有效辐射大于400μmol/(m2•s)时,水分胁迫条件下叶片气孔导度低,吸收二氧化碳不足,所以净光合速率较正常供水组低.图1B点较A点的光合作用低,生长慢,所以脱落酸多些.
(3)图2中与正常供水组,水分胁迫下玉米叶片水分利用率 显著高于 正常供水组,可能的原因是水分胁迫条件下,玉米通过大幅度降低蒸腾作用速率来提供叶片的水分利用率.
故答案为:
(1)气孔 自由扩散 卡尔文
(2)气孔导度低,二氧化碳供应不足 B
(3)显著高于 水分胁迫条件下,玉米通过大幅度降低蒸腾作用速率来提供叶片的水分利用率
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