- 能量之源——光与光合作用
- 共7595题
①如表探究性实验课题中的自变量是______．
②研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是______．
③若容器3的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是上升，植物的净光合作用速率是______mL/h．
正确答案
解：（1）分析表格可知，该实验的自变量是植物的种类和光质．
（2）若要研究不同植物的光合作用，植物的种类为自变量，其他无关变量都应相同；又色素吸收红光多，所以选表格中的1和3．
（3）若容器3的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管两侧的高等差是由于光合作用释放氧气引起的，左侧液面升高，右侧液面降低；两侧水柱高度差160mL/4h，氧气释放量为160÷2=80mL/4h，因此植物的净光合作用速率是80÷4=20mL/h．
故答案为：
①植物的种类和光质
②1和3
③20
解析
解：（1）分析表格可知，该实验的自变量是植物的种类和光质．
（2）若要研究不同植物的光合作用，植物的种类为自变量，其他无关变量都应相同；又色素吸收红光多，所以选表格中的1和3．
（3）若容器3的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管两侧的高等差是由于光合作用释放氧气引起的，左侧液面升高，右侧液面降低；两侧水柱高度差160mL/4h，氧气释放量为160÷2=80mL/4h，因此植物的净光合作用速率是80÷4=20mL/h．
故答案为：
①植物的种类和光质
②1和3
③20
下列关于光合作用的叙述，错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、光反应过程需要酶的参与，A错误；
B、由上述分析可知，暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗，B正确；
C、光合作用过程中光反应产生[H]，暗反应消耗[H]，C正确；
D、光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能，D正确．
故选：A．
（1）叶绿素和类胡萝卜素分布于叶绿体的______上；欲测定色素含量，可先用______（溶剂）提取叶片中的色素．
（2）据测定，突变体处于发育初期的叶片，类胡萝卜素与叶绿素的比值为0.48，可以推测，叶绿素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐______．与野生型相比，突变体中发生的改变可能______（促进/抑制）叶绿素a向叶绿素b的转化．
（3）突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低______μmolCO2•m-2•s-1．经分析，研究人员认为CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素，依据是______．
（4）进一步研究发现，野生型油菜叶片光合作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子有两条代谢途径（见如图）．已知基因与其反义基因分别转录出的RNA可相互结合，从而阻断该基因表达的______过程．结合已知并据图分析研究人员设计了______（酶）基因的反义基因，并将其导入野生型油菜从而抑制种子中该酶的合成，最终培育出产油率提高的油菜．
正确答案
解：（1）叶绿体中的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜；光合作用的色素不溶于水，易溶于无水乙醇等有机溶剂，可以用无水乙醇提取光合色素．
（2）根据题意可以推测，叶绿素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐增加．题表中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素升高，叶绿素减少使叶片呈现黄化色泽．可能的原因是突变可能抑制叶绿素a向叶绿素b转化的过程．
（3）根据题表可知，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为8.13+4.07=12.20，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO2•m-2•s-1．由于突变体叶片中的胞间CO2浓度较高，所以二氧化碳浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素．
（4）据图分析可知，基因与其反义基因分别转录出的RNA可相互结合，从而阻断该基因表达的翻译过程．研究人员通过基因工程设计PEPcase酶Ⅱ基因的反义基因，并将其导入野生型油菜从而抑制种子中该酶的合成，最终培育出产油率提高的油菜．
故答案为：
（1）类囊体薄膜 无水乙醇（或有机溶剂）
（2）增加 抑制
（3）2.94 突变体叶片中胞间CO2浓度较高
（4）翻译 PEPcase酶Ⅱ
解析
解：（1）叶绿体中的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜；光合作用的色素不溶于水，易溶于无水乙醇等有机溶剂，可以用无水乙醇提取光合色素．
（2）根据题意可以推测，叶绿素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐增加．题表中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素升高，叶绿素减少使叶片呈现黄化色泽．可能的原因是突变可能抑制叶绿素a向叶绿素b转化的过程．
（3）根据题表可知，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为净光合速率+呼吸速率=5.66+3.60=9.26，同理，野生型叶片中叶绿体的CO2的消耗速率为8.13+4.07=12.20，突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低12.20-9.26=2.94μmolCO2•m-2•s-1．由于突变体叶片中的胞间CO2浓度较高，所以二氧化碳浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素．
（4）据图分析可知，基因与其反义基因分别转录出的RNA可相互结合，从而阻断该基因表达的翻译过程．研究人员通过基因工程设计PEPcase酶Ⅱ基因的反义基因，并将其导入野生型油菜从而抑制种子中该酶的合成，最终培育出产油率提高的油菜．
故答案为：
（1）类囊体薄膜 无水乙醇（或有机溶剂）
（2）增加 抑制
（3）2.94 突变体叶片中胞间CO2浓度较高
（4）翻译 PEPcase酶Ⅱ
如图表示某高等植物体种子在适宜萌发的条件下，鲜重的变化情况及对应阶段萌发种子形态变化图（图A）和长成的幼苗植物体内的生理过程图（图B）．请据图回答下列问题．
（1）图A中，在第Ⅱ、Ⅲ阶段，种子干重比第Ⅰ阶段干重______，原因是______
（2）图A中，在第Ⅱ阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗．当胚根长出，鲜重又增加时，O2的消耗速率就高于CO2的释放速率．这说明初期的呼吸方式主要是图BⅢ阶段中的______，而随后是图BⅢ阶段中的______．
（3）图BⅠ、Ⅱ中能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程是______，图B中的Ⅱ过程发生在______．
（4）若如图C表示光照强度和CO2浓度对该植物幼苗光合作用强度的影响，则bc段影响光合速率的限制性因素可能是______等其他条件，曲线中d点转向b点时，叶绿体中C5浓度将______．
正确答案
解：（1）图A为种子萌发过程，种子萌发时，由于吸水后，呼吸作用加快，消耗的有机物增加，故在种子萌发阶段的第Ⅱ、Ⅲ阶段种子干重比第Ⅰ阶段干重明显减少．
（2）图A中，在第Ⅱ阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，说明种子既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，且此时种子呼吸方式以图B中的④无氧呼吸阶段为主，随后是图BⅢ阶段中的⑤有氧呼吸．
（3）图B中仅能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程是Ⅰ光反应过程，图乙中的Ⅱ为暗反应过程，发生的场所是叶绿体基质．
（4）图C中bc段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其它条件，与横坐标的影响因素无关．曲线中d点转向b点时，CO2浓度增加，CO2用与暗反应中和C5固定生成C3，因此叶绿体中C5浓度降低，C3浓度增加．
故答案为：
（1）显著减少 从第Ⅱ阶段开始，充分吸水后的细胞代谢开始活跃，到第Ⅲ阶段代谢更加活跃，但此时仅有呼吸消耗，没有光合作用
（2）④⑤
（3）Ⅰ叶绿体基质
（4）温度 下降
解析
解：（1）图A为种子萌发过程，种子萌发时，由于吸水后，呼吸作用加快，消耗的有机物增加，故在种子萌发阶段的第Ⅱ、Ⅲ阶段种子干重比第Ⅰ阶段干重明显减少．
（2）图A中，在第Ⅱ阶段，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，说明种子既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，且此时种子呼吸方式以图B中的④无氧呼吸阶段为主，随后是图BⅢ阶段中的⑤有氧呼吸．
（3）图B中仅能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程是Ⅰ光反应过程，图乙中的Ⅱ为暗反应过程，发生的场所是叶绿体基质．
（4）图C中bc段影响光合作用速率的限制性因素可能是温度等其它条件，与横坐标的影响因素无关．曲线中d点转向b点时，CO2浓度增加，CO2用与暗反应中和C5固定生成C3，因此叶绿体中C5浓度降低，C3浓度增加．
故答案为：
（1）显著减少 从第Ⅱ阶段开始，充分吸水后的细胞代谢开始活跃，到第Ⅲ阶段代谢更加活跃，但此时仅有呼吸消耗，没有光合作用
（2）④⑤
（3）Ⅰ叶绿体基质
（4）温度 下降
某人利用小球藻为实验材料做了下列两个实验，最初各个试管中小球藻的量相同，请回答：
（1）实验一：在相同培养液中，装置a和b分别培养小球藻（抽去空气），将两个装置都同时放在阳光下．一段时间后观察，B、C两试管哪个更绿？______．实验中B试管的小球藻能长时间存活吗？______．
（2）实验二：通过通气管向密闭容器中通入14CO2，密闭容器周围有固定的充足且适宜的光源．当反应进行到0.5s时，发现14C出现在一种三碳化合物（C3）中．当反应进行到5s时，14C还出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，该实验是通过控制______来探究CO2中碳原子的转移路径的．在该实验中，如果发现0.5s时，C5的含量较高，若要降低其含量，可改变的实验条件是______．
（3）用高速离心法打破叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来．然后再用离心法去掉类囊体薄膜．黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、[H]和14CO2，结果在这种基质中检出含14C的光合产物．光合作用中类囊体薄膜的作用是______．在基质中加入ATP、[H]的作用是______．如果不加入上述物质而只给予光照，反应能否进行？______．
正确答案
解：（1）酵母菌能进行细胞呼吸产生二氧化碳，而乳酸菌只能进行无氧呼吸，且不会产生二氧化碳，光合作用需要二氧化碳，所以B试管更绿；随着葡萄糖的消耗酵母菌会死亡最终无法提供二氧化碳，因此B试管的小球藻不能长时间存活．
（2）当反应进行到0.5s时，发现14C出现在一种三碳化合物（C3）中．当反应进行到5s时，14C还出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径．暗反应的反应式为：CO2+C5
（3）类囊体薄膜的光合作用光反应的场所，其作用是为暗反应提供ATP和[H]；在基质中加入ATP、[H]的作用分别是提供能量和还原剂．如果不加入上述物质而只给予光照，则反应不能进行．
故答案为：
（1）B 不能
（2）反应时间 降低光照或适当增加二氧化碳的供应
（3）光反应场所（或为暗反应提供ATP和[H]） 提供能量和还原剂 不能
解析
解：（1）酵母菌能进行细胞呼吸产生二氧化碳，而乳酸菌只能进行无氧呼吸，且不会产生二氧化碳，光合作用需要二氧化碳，所以B试管更绿；随着葡萄糖的消耗酵母菌会死亡最终无法提供二氧化碳，因此B试管的小球藻不能长时间存活．
（2）当反应进行到0.5s时，发现14C出现在一种三碳化合物（C3）中．当反应进行到5s时，14C还出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径．暗反应的反应式为：CO2+C5
（3）类囊体薄膜的光合作用光反应的场所，其作用是为暗反应提供ATP和[H]；在基质中加入ATP、[H]的作用分别是提供能量和还原剂．如果不加入上述物质而只给予光照，则反应不能进行．
故答案为：
（1）B 不能
（2）反应时间 降低光照或适当增加二氧化碳的供应
（3）光反应场所（或为暗反应提供ATP和[H]） 提供能量和还原剂 不能
将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物（C3）与（CH2O） 生成量的变化是（ ）
正确答案
解析
解：光照强度的改变，直接影响光反应．光照由强变弱，在光反应中[H]和ATP的生成量减少．光反应和暗反应的联系是：光反应为暗反应供氢、供能还原C3，导致C3化合物的还原反应减弱，则这个反应的反应物C3化合物消耗减少，C3化合物剩余的相对增多；生成物C5和（CH2O）生成量减少．所以将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，[H]的含量减少、ATP的含量减少、C3的含量增多、C5的含量减少、C6H12O6的含量减少．
故选：B．
图Ⅰ中放一盆正常生长的绿色植物，Ⅱ处为一U型管，Ⅲ处放一只健康的小白鼠，Ⅵ处为一定浓速度的NaOH溶液，V使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动，在适宜的温度下进行以下实验．据图分析回答：
（1）开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内______（物质）含量将增加．
（2）开关①关闭，②③打开，适宜光照条件下，Ⅰ中生物叶肉细胞的C5含量______．此时C处液面______（填“上升”或“下降”）．一段时间后，小白鼠血液中的______（物质）将会略有积累．
正确答案
解：（1）图1开关①打开，②③关闭，表示Ⅳ处的NaOH溶液不吸收二氧化碳．如果不给光照，装置内的植物和小鼠均进行呼吸作用，此时会消耗装置内的氧气，释放二氧化碳，导致装置中二氧化碳量增加．
（2）开关①关闭，②③打开时，空气就会经过装置Ⅳ，Ⅳ处的NaOH溶液会吸收空气中的二氧化碳．同样光照条件下，由于二氧化碳浓度不断减少，使光合作用暗反应中的二氧化碳固定减弱，导致Ⅰ中植物叶肉细胞中C3的含量减少，C5含量增加；由于装置中二氧化碳被吸收，导致装置中气体总量减少，因此C液面上升．Ⅰ中生物刚开始产生O2较多，但随时间延长，装置中CO2量越来越少，光合作用下降，因此O2产生量越来越少．此时植物的光合速率将不断减慢，氧气产生减少，最终会导致Ⅲ中小鼠进行无氧呼吸积累较多的乳酸．
故答案为：
（1）CO2
（2）增加 上升 乳酸
解析
解：（1）图1开关①打开，②③关闭，表示Ⅳ处的NaOH溶液不吸收二氧化碳．如果不给光照，装置内的植物和小鼠均进行呼吸作用，此时会消耗装置内的氧气，释放二氧化碳，导致装置中二氧化碳量增加．
（2）开关①关闭，②③打开时，空气就会经过装置Ⅳ，Ⅳ处的NaOH溶液会吸收空气中的二氧化碳．同样光照条件下，由于二氧化碳浓度不断减少，使光合作用暗反应中的二氧化碳固定减弱，导致Ⅰ中植物叶肉细胞中C3的含量减少，C5含量增加；由于装置中二氧化碳被吸收，导致装置中气体总量减少，因此C液面上升．Ⅰ中生物刚开始产生O2较多，但随时间延长，装置中CO2量越来越少，光合作用下降，因此O2产生量越来越少．此时植物的光合速率将不断减慢，氧气产生减少，最终会导致Ⅲ中小鼠进行无氧呼吸积累较多的乳酸．
故答案为：
（1）CO2
（2）增加 上升 乳酸
下列四种变化关系中，可以用如图表示的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由图可知纵坐标是随着横坐标的增加在一定范围内增加到一定程度后不再增加，人体红细胞吸收葡萄糖进行无氧呼吸，和氧气含量没有关系，A错误；
B、酶量一定、底物充足时反应速率在最适温度前随着温度的升高而升高，超过最适温度后就会下降，B错误；
C、储藏的水果呼吸作用强度在氧气浓度为0时会进行无氧呼吸，而图形中原点时呼吸强度为0不正确，C错误；
D、光照强度为0时不会进行光合作用，随着光照强度增加光合作用强度也会增加，光照强度达到一定程度后不再随着光照强度的增加而增加，D正确．
故选：D
将几株相同的天竺葵放在不同的光下生长，其他条件都相同，一段时间后，生长状态最差的应是（ ）
正确答案
解析
解：什么颜色的玻璃罩透过什么颜色的光．叶绿体中的色素对黄绿光的吸收最少，因此光合作用最弱，因此生长状态最差．
故选：B．
如图是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：
（1）图中A表示的生理过程为______，具体部位是______，其中生成的ATP所含化学能来自______，写出生成ATP的反应式：______；这些ATP和[H]将用于______的还原．
（2）图中B表示的生理过程为______，此过程发生的场所是在______．如果停止光照，C5化合物的含量将会______．
正确答案
解：（1）图中A表示的生理过程为光反应，具体部位是叶绿体类囊体薄膜上．叶绿素分子吸收光能后，转化成活跃的化学能，储存在ATP中．产生的ATP和[H]将用于C3化合物的还原．
（2）图中B表示的生理过程为暗反应，此过程发生的场所是在 叶绿体基质．停止光照，光反应停止，还原氢和ATP不能正常生成，导致C3化合物还原受阻，C5化合物来源减少；二氧化碳供应正常，C5化合物去路正常，最终导致C5化合物含量下降．
故答案为：
（1）光反应 叶绿体类囊体薄膜上 光能 ADP+Pi+能量
（2）暗反应 叶绿体基质 减少
解析
解：（1）图中A表示的生理过程为光反应，具体部位是叶绿体类囊体薄膜上．叶绿素分子吸收光能后，转化成活跃的化学能，储存在ATP中．产生的ATP和[H]将用于C3化合物的还原．
（2）图中B表示的生理过程为暗反应，此过程发生的场所是在 叶绿体基质．停止光照，光反应停止，还原氢和ATP不能正常生成，导致C3化合物还原受阻，C5化合物来源减少；二氧化碳供应正常，C5化合物去路正常，最终导致C5化合物含量下降．
故答案为：
（1）光反应 叶绿体类囊体薄膜上 光能 ADP+Pi+能量
（2）暗反应 叶绿体基质 减少
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