- 细胞的能量供应和利用
- 共13256题
取生理状态相同的某植物叶片,分离得到大量的叶肉细胞,将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中,并在适宜的条件下,测定该叶肉细胞的光合作用强度,实验结果如图所示.
据图回答下列问题:
(1)叶肉细胞光合作用强度达到最大后,随着蔗糖浓度升高,叶肉细胞的光合作用强度______,从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是______.
(2)如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响,最好将叶肉细胞放在浓度为______的蔗糖溶液中,原因是______.
(3)除蔗糖浓度外,如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度.从物质运输的角度说出温度影响叶肉细胞生理活动的原因是______.(至少答两点)
(4)图中纵坐标表示物质通过膜运输的速率.请根据图回答.
叶肉细胞吸收K+和Mg2+、吸收或排出CO2或O2的运输方式依次是图______、______(填序号).图b出现BC段的主要原因是______.
正确答案
解:(1)由图可知随着蔗糖浓度升高,光合作用达到最大值后,若蔗糖浓度继续升高,则叶肉细胞的光合作用强度下降.因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时,会导致叶肉细胞失水,从而影响叶肉细胞光合作用的进行.
(2)由图当叶肉细胞在浓度为0.2 mol•L-1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度,此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响.
(3)除蔗糖浓度外,如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度.从物质运输的角度说出温度影响叶肉细胞生理活动的原因是温度可以影响酶的活性,进而影响主动运输速率;温度会影响组成生物膜的磷脂和蛋白质分子的运动.
(4)叶肉细胞吸收K+和Mg2+、吸收或排出CO2或O2的运输方式依次是图b主动运输、a自由扩散.图b主动运输出现BC段的主要原因是载体是有限的.
故答案为:
(1)下降 在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水
(2)0.2 mol•L-1 这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态
(3)温度可以影响酶的活性,进而影响主动运输速率;温度会影响组成生物膜的磷脂和蛋白质分子的运动
(4)b a 载体是有限的
解析
解:(1)由图可知随着蔗糖浓度升高,光合作用达到最大值后,若蔗糖浓度继续升高,则叶肉细胞的光合作用强度下降.因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时,会导致叶肉细胞失水,从而影响叶肉细胞光合作用的进行.
(2)由图当叶肉细胞在浓度为0.2 mol•L-1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度,此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响.
(3)除蔗糖浓度外,如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度.从物质运输的角度说出温度影响叶肉细胞生理活动的原因是温度可以影响酶的活性,进而影响主动运输速率;温度会影响组成生物膜的磷脂和蛋白质分子的运动.
(4)叶肉细胞吸收K+和Mg2+、吸收或排出CO2或O2的运输方式依次是图b主动运输、a自由扩散.图b主动运输出现BC段的主要原因是载体是有限的.
故答案为:
(1)下降 在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水
(2)0.2 mol•L-1 这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态
(3)温度可以影响酶的活性,进而影响主动运输速率;温度会影响组成生物膜的磷脂和蛋白质分子的运动
(4)b a 载体是有限的
为探究CO2浓度对植物光合作用的影响,科学家选择生长在同一环境中的两种植物做了相关实验.在保证其他条件相同且适宜的情况下,测得数据如表.由此可以得出的结论是( )
正确答案
解析
解:A、此实验探究的是二氧化碳浓度对光合作用的影响,其他条件都适宜,不能得出干旱对光合作用的影响,A错误;
B、植物的光合作用随着二氧化碳的浓度升高而增大,但是有一定的范围,不会无限增大,B错误;
C、由表格中数据可以看出,CO2浓度升高对石楠光合作用的影响大于欧洲蕨,C正确;
D、实验只有两组浓度,不能确定最适的二氧化碳的浓度,D错误.
故选:C.
取一植物形态、大小、生长发育状况相同的四片叶子按下图进行实验,烧杯中的液体可以保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应,气体的变化量可以通过观察油滴的移动来判断.(不考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用的影响)
(1)适宜的光照下,装置A中油滴的移动情况是______,适宜的光照下短时间内装置B中油滴的移动情况是______,此时装置B中的净光合量______零(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)装置C中的油滴在______情况下不移动,若考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用对装置C的影响,对照组的设置是______
______.如果将C装置突然从光下移动到黑暗处,短时间内叶肉细胞中的C3物质含量变化是______.
(3)能直接证明光合作用需要二氧化碳的装置是______,实验前应该将叶片作______处理,若用B、D装置证明光合作用需要光,需进行改进的是______,要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置______.
正确答案
解:(1)植物光合作用消耗二氧化碳和产生的氧气量相等,同时呼吸作用消耗的氧气也等于释放的二氧化碳,因此气体压强不变,所以A装置液滴不移动.B装置中NaOH吸收了CO2,植物无法进行光合作用,细胞呼吸消耗氧气,产生的CO2被吸收,气体压强减小,有色液滴左移,净光合作用量小于零.
(2)C装置CO2缓冲液维持CO2相对稳定,因此装置中气体量的变化可表示氧气的变化,当光合作用强度等于呼吸作用强度时,氧气的净释放为0,此时油滴不动.若考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用对装置C的影响,对照组的设置是叶片换成大小相同的死叶片,其他同装置C.如果将C装置突然从光下移动到黑暗处,光反应产生的[H]和ATP提供减少,C3化合物还原减慢,因此短时间内叶肉细胞中的C3物质含量上升.
(3)直接证明光合作用需要二氧化碳作为原料的是B和C两组对照,实验处理过程是先在黑暗环境中饥饿处理,消耗掉原有的淀粉,再光照处理产生淀粉,酒精脱色,滴加碘液染色观察.证明光合作用需要光的实验就是把B、D组中NaOH溶液换成CO2缓冲液,保证CO2的供应,测细胞呼吸时防止光合作用对其影响,所以对其黑暗或遮光处理.
故答案为:
(1)不移动 向左移动 小于
(2)光合作用强度(速率)等于呼吸作用强度(速率)
叶片换成大小相同的死叶片,其他同装置C 上升
(3)B和C 饥饿处理 把NaOH换成CO2缓冲液 D
解析
解:(1)植物光合作用消耗二氧化碳和产生的氧气量相等,同时呼吸作用消耗的氧气也等于释放的二氧化碳,因此气体压强不变,所以A装置液滴不移动.B装置中NaOH吸收了CO2,植物无法进行光合作用,细胞呼吸消耗氧气,产生的CO2被吸收,气体压强减小,有色液滴左移,净光合作用量小于零.
(2)C装置CO2缓冲液维持CO2相对稳定,因此装置中气体量的变化可表示氧气的变化,当光合作用强度等于呼吸作用强度时,氧气的净释放为0,此时油滴不动.若考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用对装置C的影响,对照组的设置是叶片换成大小相同的死叶片,其他同装置C.如果将C装置突然从光下移动到黑暗处,光反应产生的[H]和ATP提供减少,C3化合物还原减慢,因此短时间内叶肉细胞中的C3物质含量上升.
(3)直接证明光合作用需要二氧化碳作为原料的是B和C两组对照,实验处理过程是先在黑暗环境中饥饿处理,消耗掉原有的淀粉,再光照处理产生淀粉,酒精脱色,滴加碘液染色观察.证明光合作用需要光的实验就是把B、D组中NaOH溶液换成CO2缓冲液,保证CO2的供应,测细胞呼吸时防止光合作用对其影响,所以对其黑暗或遮光处理.
故答案为:
(1)不移动 向左移动 小于
(2)光合作用强度(速率)等于呼吸作用强度(速率)
叶片换成大小相同的死叶片,其他同装置C 上升
(3)B和C 饥饿处理 把NaOH换成CO2缓冲液 D
如图示某植物光合作用速度和环境因素之间的关系,甲图表示该植物光合作用氧气产生的速度,乙图表示该植物的氧气释放速度.请根据图示分析回答:
(1)甲图中,0S段的限制因素是______,此时主要影响光合作用过程的______阶段;______点后的主要限制因素是温度.此时主要影响光合作用过程的______阶段.
(2)在B点时,ADP在叶绿体中的移动方向是______.
(3)若呼吸强度不变,请根据乙图分析,甲图中C点所处的光照强度是______千勒克司,该植物在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是______毫升/小时,释放氧气的速度是______毫升/小时.
(4)根据乙图分析,该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的氧气量是B点的______倍.
正确答案
解:(1)甲图中,0S段随光照强度的增加,光合作用产生氧气的速度也随着增加,故0S段的限制因素是光照强度,此时主要影响光合作用过程的光反应阶段;B、C点后光合作用产生氧气的速度不再随着随光照强度的增加而增加,故B、C点后的主要限制因素是温度.此时主要影响光合作用过程的暗反应阶段.
(2)在B点时,ADP是暗反应产生,用于光反应中ATP的合成,故ADP在叶绿体中的移动方向是叶绿体基质到类囊体膜.
(3)若呼吸强度不变,根据乙图分析,甲图中C点为光的饱和点,故所处的光照强度是5千勒克司.分析图乙看出,该植物细胞呼吸消耗的氧气速度是20毫升/小时,净光合作用产生氧气的速度是60毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是60+20=80毫升/小时.
(4)该植物在甲图中B点表示15℃时的光饱和点,根据乙图分析,此时对应的光照强度是4千勒克司,此时氧气释放速度是40毫升/小时,呼吸消耗的氧气速度是10毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是40+10=50毫升/小时.甲图中A点对应的是25℃,光照强度是4千勒克司,根据乙图分析,此时氧气释放速度是50毫升/小时,呼吸消耗的氧气速度是20毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是50+20=70毫升/小时.则该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的氧气量是B点的1.4倍.
故答案为:
(1)光照强度 光反应 B、C 暗反应
(2)叶绿体基质到类囊体膜
(3)5 80 60
(4)1.4
解析
解:(1)甲图中,0S段随光照强度的增加,光合作用产生氧气的速度也随着增加,故0S段的限制因素是光照强度,此时主要影响光合作用过程的光反应阶段;B、C点后光合作用产生氧气的速度不再随着随光照强度的增加而增加,故B、C点后的主要限制因素是温度.此时主要影响光合作用过程的暗反应阶段.
(2)在B点时,ADP是暗反应产生,用于光反应中ATP的合成,故ADP在叶绿体中的移动方向是叶绿体基质到类囊体膜.
(3)若呼吸强度不变,根据乙图分析,甲图中C点为光的饱和点,故所处的光照强度是5千勒克司.分析图乙看出,该植物细胞呼吸消耗的氧气速度是20毫升/小时,净光合作用产生氧气的速度是60毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是60+20=80毫升/小时.
(4)该植物在甲图中B点表示15℃时的光饱和点,根据乙图分析,此时对应的光照强度是4千勒克司,此时氧气释放速度是40毫升/小时,呼吸消耗的氧气速度是10毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是40+10=50毫升/小时.甲图中A点对应的是25℃,光照强度是4千勒克司,根据乙图分析,此时氧气释放速度是50毫升/小时,呼吸消耗的氧气速度是20毫升/小时,故在此光照强度下进行光合作用,产生氧气的速度是50+20=70毫升/小时.则该植物在甲图中A点每小时光合作用所产生的氧气量是B点的1.4倍.
故答案为:
(1)光照强度 光反应 B、C 暗反应
(2)叶绿体基质到类囊体膜
(3)5 80 60
(4)1.4
为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,实验结果如图所示.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、土壤含水量低于40%,施肥与CO2吸收量无关,但是高于40%后,施肥的一组二氧化碳量高,A错误;
B、A点和B点的光照强度相同,因此与B点相比,A点条件下限制CO2吸收量的因素是土壤含水量,B错误;
C、C点是两线重合的部位,因此施肥与不施肥、光照强度对C点光合作用强度无影响,与D点相比,不同的条件两点的含水量不同,因此C点条件下限制光合作用强度的因素是土壤水分含量,C正确;
D、与C点相比,A点光照强度弱,限制CO2吸收量,D错误.
故选:C.
影响植物进行光合作用的因素有很多.下列选项中,对光合作用影响最小的是( )
正确答案
解析
解:A、叶绿体色素通过吸收光能在叶绿体中最终经过一系列变化转变为有机物中稳定的化学能,故叶绿素的含量会影响光合作用,A错误;
B、五碳化合物是光合作用暗反应的原料,会影响光合作用,B错误;
C、氧气是光合作用的产物,对光合作用影响最小,C正确;
D、二氧化碳是光合作用暗反应的原料,会影响光合作用,D错误.
故选:C.
某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况,设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图A所示).
(1)将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化,得到如图B所示曲线,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是______;装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的______点.
(2)在实验过程中某段光照时间内,记录液滴的移动,获得以下数据:
该组实验数据是在B曲线的______段获得的.
(3)e与f相比,e点时刻C3的合成速率______,与b相比,a点形成的原因可能是______.
(4)如果要测定该植物真正光合作用的速率,该如何设置对照实验?对照实验:______.
若在单位时间内,实验组读数为M,对照组读数为N,该植物真正光合作用的速率:______.
正确答案
解:(1)甲图内有二氧化碳缓冲液,二氧化碳含量充足,此时影响植物光合作用的因素是光照强度和温度.光合速率与呼吸速率相等时,植物的氧气释放量为零,这样的点在乙图中有两个,甲装置刻度管中液滴移到最左点是在一天中的8点,大于8点,植物氧气释放量为正值,光合速率大于呼吸速率,表现有机物的积累,甲装置刻度管中的有色液滴右移到最大值的时刻是光合积累量最大的时刻,对应乙图的18点.
(2)表格中数据表明,氧气的产生速率在逐渐减小,在B曲线上所对应的区段是de和fg.
(3)e点时刻气孔部分关闭,二氧化碳进入植物体减少,C3的合成速率慢,a点氧气吸收减少,与夜晚温度低有关
(4)如果要测定该植物真正光合作用的速率,还需要测定出呼吸速率,具体做法是设置A装置完全相同的C装置,将C装置遮光放在与A相同的环境条件下.测得单位时间内,实验组读数为M,对照组读数为N,该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|.
故答案为:
(1)光照强度、温度 18(或g)
(2)de 或 fg
(3)慢 a点时刻温度较低
(4)对照实验:设置如A一样的装置C,将C遮光放在和A相同的环境条件下 M-N
解析
解:(1)甲图内有二氧化碳缓冲液,二氧化碳含量充足,此时影响植物光合作用的因素是光照强度和温度.光合速率与呼吸速率相等时,植物的氧气释放量为零,这样的点在乙图中有两个,甲装置刻度管中液滴移到最左点是在一天中的8点,大于8点,植物氧气释放量为正值,光合速率大于呼吸速率,表现有机物的积累,甲装置刻度管中的有色液滴右移到最大值的时刻是光合积累量最大的时刻,对应乙图的18点.
(2)表格中数据表明,氧气的产生速率在逐渐减小,在B曲线上所对应的区段是de和fg.
(3)e点时刻气孔部分关闭,二氧化碳进入植物体减少,C3的合成速率慢,a点氧气吸收减少,与夜晚温度低有关
(4)如果要测定该植物真正光合作用的速率,还需要测定出呼吸速率,具体做法是设置A装置完全相同的C装置,将C装置遮光放在与A相同的环境条件下.测得单位时间内,实验组读数为M,对照组读数为N,该植物真正光合作用的速率是=净光合速率+呼吸作用速率=M-N或M+|N|.
故答案为:
(1)光照强度、温度 18(或g)
(2)de 或 fg
(3)慢 a点时刻温度较低
(4)对照实验:设置如A一样的装置C,将C遮光放在和A相同的环境条件下 M-N
为了提高设施农业的经济效益,科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究.表中数据为在密闭实验装置内,给予不同光照强度时所测到的该作物氧气释放量;图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与叶龄的关系,A点表示幼叶成折叠状,B点表示叶片充分展开;图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量.请回答:
(1)绿色植物释放02的同时还产生______用于暗反应; 由表可知,在光照强度为4klux时,该作物光合作用的实际产氧量为______uL/cm2叶面•min.
(2)图1中AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析原因是______,CD段相对光合速率明显下降的原因是______.
(3)由图2分析,假如植物生活在12小时光照,12小时黑暗的环境中,则在环境温度高于约______时该植物就不能正常生长,原因是______.
(4)根据以上研究结果,该温室作物白天生长的最佳环境条件是______.
正确答案
解:(1)绿色植物光合作用的光反应阶段:①水02+[H];②ADP+Pi+光能→ATP.其中[H]和ATP用于暗反应中三碳化合物的还原.在光照强度为0时,测到的O2释放量为-0.2(uL/cm2叶面•min),即细胞呼吸氧气消耗量为0.2(uL/cm2叶面•min).在光照强度为4klux时,测到的O2释放量为0.2(uL/cm2叶面•min)即为该作物光合作用的净的氧气释放量.因此在光照强度为4klux时,02实际的产生量=净的氧气释放量+细胞呼吸氧气消耗量=02+0.2=0.4(uL/cm2叶面•min).
(2)植物光合作用的光反应阶段需要光、色素和相关的酶.因此,图1中AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析原因是幼叶展开,叶面积增大,光合色素含量增多;CD段相对光合速率明显下降的原因是叶片衰老,叶绿素含量减少,相关酶活性降低.
(3)图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量.植物能正常生长必须是光照时的净光合量大于黑暗时的呼吸量.35℃时净光合量与呼吸量相等,大于35℃则净光合量小于呼吸量,植物不能正常生长.
(4)作物白天生长的最佳环境条件是O2释放速率达到最快时对应的最小光照强度,净光合速率最大时对应的温度.因此,该温室作物白天生长的最佳环境条件是光强为10klux、室温为25℃.
故答案为:
(1)[H]和ATP 0.4
(2)幼叶展开,叶面积增大,光合色素含量增多 叶片衰老,叶绿素含量减少,相关酶活性降低
(3)35℃此时净光合量与呼吸量相等,大于35℃则净光合量小于呼吸量植物不能正常生长
(4)光强为10klux、室温为25℃
解析
解:(1)绿色植物光合作用的光反应阶段:①水02+[H];②ADP+Pi+光能→ATP.其中[H]和ATP用于暗反应中三碳化合物的还原.在光照强度为0时,测到的O2释放量为-0.2(uL/cm2叶面•min),即细胞呼吸氧气消耗量为0.2(uL/cm2叶面•min).在光照强度为4klux时,测到的O2释放量为0.2(uL/cm2叶面•min)即为该作物光合作用的净的氧气释放量.因此在光照强度为4klux时,02实际的产生量=净的氧气释放量+细胞呼吸氧气消耗量=02+0.2=0.4(uL/cm2叶面•min).
(2)植物光合作用的光反应阶段需要光、色素和相关的酶.因此,图1中AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析原因是幼叶展开,叶面积增大,光合色素含量增多;CD段相对光合速率明显下降的原因是叶片衰老,叶绿素含量减少,相关酶活性降低.
(3)图2中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量.植物能正常生长必须是光照时的净光合量大于黑暗时的呼吸量.35℃时净光合量与呼吸量相等,大于35℃则净光合量小于呼吸量,植物不能正常生长.
(4)作物白天生长的最佳环境条件是O2释放速率达到最快时对应的最小光照强度,净光合速率最大时对应的温度.因此,该温室作物白天生长的最佳环境条件是光强为10klux、室温为25℃.
故答案为:
(1)[H]和ATP 0.4
(2)幼叶展开,叶面积增大,光合色素含量增多 叶片衰老,叶绿素含量减少,相关酶活性降低
(3)35℃此时净光合量与呼吸量相等,大于35℃则净光合量小于呼吸量植物不能正常生长
(4)光强为10klux、室温为25℃
研究人员利用番茄植株进行了两组实验,实验一、二的结果分别用图中的甲、乙表示,请据图回答问题:
(1)实验一除满足植物对水和无机盐的需要外,还必需控制的无关变量是______、______等.
(2)图甲中a点条件下番茄植株相对生长速率低于b点的主要原因是______.日温26℃、夜温20℃一定是番茄植株生长的最适温度组合吗?______,理由是______.
(3)图乙表示一个种植有番茄植株的密闭容器内24小时O2含量的变化,据图分析:
①番茄植株光合作用产生的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是______.
②根据图乙在答题卷上画出以A为起点该密闭容器内24小时CO2含量变化的曲线.欲通过检测CO2的释放量来判断植物的呼吸作用强度,除澄清石灰水外,还可用______(试剂)检测,通过______来判断.
正确答案
解:(1)图甲所示的实验中,实验的自变量是夜温,日温、光照强度、CO2浓度等都属于无关变量,无关变量要保持适宜且相同.
(2)a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低,导致夜间酶活性低,新陈代谢速率过低,不利于物质合成和分裂等生理活动.日温26℃,夜温20℃不一定是番茄植株生长的不一定是最适温度组合,日温改变时是否会改变植物的生长速率,还需在其他温度组合的条件下进一步探究才能确定番茄植株生长的最适温度组合.
(3)①密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点,就表明植物光合作用吸收的O2量和细胞呼吸释放的O2量相等.
②由于氧气的吸收即伴随着二氧化碳的释放,氧气的释放即伴随着二氧化碳的吸收,并且比例相等,因此24小时CO2含量变化的曲线只需将氧气含量的变化曲线沿A点向上翻转即可.检测CO2的释放量除用澄清石灰水外,还可用溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的时间长短来检测.
故答案为:
(1)日温 光照强度 CO2浓度
(2)a点的夜温过低导致植物夜间新陈代谢过弱,不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行
不一定 没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
(3)①B、C ②如图(拐点、趋势对则给分)
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄的时间长短(或变成黄色的时间长短)
解析
解:(1)图甲所示的实验中,实验的自变量是夜温,日温、光照强度、CO2浓度等都属于无关变量,无关变量要保持适宜且相同.
(2)a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低,导致夜间酶活性低,新陈代谢速率过低,不利于物质合成和分裂等生理活动.日温26℃,夜温20℃不一定是番茄植株生长的不一定是最适温度组合,日温改变时是否会改变植物的生长速率,还需在其他温度组合的条件下进一步探究才能确定番茄植株生长的最适温度组合.
(3)①密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点,就表明植物光合作用吸收的O2量和细胞呼吸释放的O2量相等.
②由于氧气的吸收即伴随着二氧化碳的释放,氧气的释放即伴随着二氧化碳的吸收,并且比例相等,因此24小时CO2含量变化的曲线只需将氧气含量的变化曲线沿A点向上翻转即可.检测CO2的释放量除用澄清石灰水外,还可用溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的时间长短来检测.
故答案为:
(1)日温 光照强度 CO2浓度
(2)a点的夜温过低导致植物夜间新陈代谢过弱,不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行
不一定 没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验
(3)①B、C ②如图(拐点、趋势对则给分)
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄的时间长短(或变成黄色的时间长短)
某科研小组对植物的光合作用和呼吸作用作了如下研究.请据图回答.
(1)如表为探究影响植物光合作用因素所做的实验.据图表可知,探究的影响因素有______.要比较不同颜色的光对光合作用的影响,应选择的容器标号是______.
(2)如图中甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响.请据图回答:
①分析图甲可知,其中的______(“实线”或“虚线”)表示真正光合作用速率,比较两曲线可看出,与______有关的酶对高温更为敏感.
②该植物生长的最适宜温度约是______;在温度为55℃的条件下,该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有______.
(3)根据甲图,在乙图的坐标上画出植物在15~60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线.______.
正确答案
解:(1)据图表可知,实验的操作对象是天竺葵,自变量是植物的部位(叶、根)、光质(红光、黄光),所以探究的影响因素有 光质和进行光合作用的部位.要比较不同颜色的光对光合作用的影响,则单一变量为光质,应选择的容器标号是1、2.
(2)①已知图中甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响.该条件下光合作用强度应该大于呼吸作用强度,所以实线表示CO2的吸收量,即真正光合作用速率,而虚线表示呼吸作用释放的CO2量.比较两曲线可看出,实现先于虚线下降,所以与光合作用有关的酶对高温更为敏感.
②由图甲可见,30℃下植物的净光合作用最大(实线-虚线的差值),所以该植物生长的最适宜温度约是30℃;在温度为55℃的条件下,该植物已经不进行光合作用,所以叶肉细胞中产生ATP的场所有 线粒体、细胞质基质,但是没有叶绿体了.
(3)植物在15~60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线如下:(注意坐标轴的含义以及净光合速率=实线-虚线)
故答案是:
(1)光质和进行光合作用的部位 1、2
(2)①实线 光合作用
②30℃线粒体、细胞质基质
(3)见图
解析
解:(1)据图表可知,实验的操作对象是天竺葵,自变量是植物的部位(叶、根)、光质(红光、黄光),所以探究的影响因素有 光质和进行光合作用的部位.要比较不同颜色的光对光合作用的影响,则单一变量为光质,应选择的容器标号是1、2.
(2)①已知图中甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响.该条件下光合作用强度应该大于呼吸作用强度,所以实线表示CO2的吸收量,即真正光合作用速率,而虚线表示呼吸作用释放的CO2量.比较两曲线可看出,实现先于虚线下降,所以与光合作用有关的酶对高温更为敏感.
②由图甲可见,30℃下植物的净光合作用最大(实线-虚线的差值),所以该植物生长的最适宜温度约是30℃;在温度为55℃的条件下,该植物已经不进行光合作用,所以叶肉细胞中产生ATP的场所有 线粒体、细胞质基质,但是没有叶绿体了.
(3)植物在15~60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线如下:(注意坐标轴的含义以及净光合速率=实线-虚线)
故答案是:
(1)光质和进行光合作用的部位 1、2
(2)①实线 光合作用
②30℃线粒体、细胞质基质
(3)见图
某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验,结合所给材料,回答相关问题.
实验一:探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系,结果如甲图所示.与M点相比,N点限制单株光合作用强度的外界因素是______、______.实验还发现,不仅单株番茄光合作用强度与种植密度呈负相关关系,番茄植株的生长也与种植密度呈负相关,番茄生长的调节方式是______,与番茄果实发育关系最密切的是______,环境温度降低时,该物质运输速度会______.
实验二:测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化,结果如乙图所示.B→C时间段,叶绿体内ADP的移动方向是______,叶绿体内C3含量将______.图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是______.
实验三:(图丙)采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定,其原理是:将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移.在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度,其单位是mg/(dm2•h)
实验步骤如下:
(1)请设计一张表格用于记录实验数据.(假设实验选定叶片数目为3)
(2)若M=MB-MA,则M表示______.
正确答案
光照强度
CO2浓度
激素调节
生长素
减慢
由叶绿体基质向类囊体片层
减少
B、D
B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
解析
解:实验一:合理密植有利于植物合理的利用光照,同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳.N点与M点相比较,N点的种植密度过大,植株间的相互影响会导致光照减弱,同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低,进而导致单株植物光合作用强度降低.植物生长的调节方式只有激素调节,所以番茄生长的调节方式是激素调节,与番茄果实发育关系最密切的是生长素,生长素的运输方式为极性运输,是一种主动运输,环境温度降低时,细胞呼吸降低,能量产生减少,所以该物质运输速度会减慢.
实验二:图乙中,二氧化碳浓度的变化是由光合作用和细胞呼吸共同作用的结果,其变化趋势取决于两者间的相对强度.B→C段,大棚内二氧化碳浓度不断降低,直接影响了暗反应中二氧化碳的固定过程,因此C3合成量减少,含量降低.叶绿体内的ADP是暗反应阶段C3还原过程中产生的,进而可作为光反应阶段ATP合成的原料,因此其移动方向是由叶绿体基质向类囊体片层;B、D两点时,曲线的斜率为0,即二氧化碳浓度不变,此时光合作用和呼吸作用强度相等.
实验三;
(1)在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取相等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据(假设实验选定叶片数目为3)并取其平均值,则相应的实验数据记录表格如下:
(2)相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸,而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行.实验开始时两者的起始质量相同(可设为a),则两者的重量差M=MB-MA=(a+6小时内光合作用合成量-6小时内细胞呼吸消耗量)-(a-6小时内细胞呼吸消耗量)=6小时内光合作用合成量.
故答案为:
实验一:光照强度 CO2浓度 激素调节 生长素 减慢
实验二:由叶绿体基质向类囊体片层 减少 B、D
实验三:(1)
(2)B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
如图甲是研究环境因素对农作物产量影响的曲线图,乙是该农作物细胞代谢过程的部分示意图.请据图分析回答:
(1)甲图中A点的三碳化合物含量______(大于、小于、等于)B点;A点以后限制其光合作用的主要因素是______、______.
(2)乙图中物质N是______,此时农作物的光合作用强度______(大于、等于、小于)呼吸作用强度.
(3)当其他条件适宜,植物少量缺镁时,甲图中E点会向______(填“左”或“右”)移动.
(4)除了本实验研究的影响因素外,______等措施也可以提高农作物的产量.
正确答案
解:(1)图中A点和B点相比,B点的光照强度强,光反应产生的ATP和[H]多,因此三碳化合物还原旺盛,三碳化合物少.A点以后,曲线①二氧化碳浓度高,因此光合速率强,并且光照强度增强,光合速率变化不大,因此A点以后限制其光合作用的主要因素是CO2浓度和温度等.
(2)由于葡萄糖不能直接进入线粒体中分解,因此需在细胞质基质中分解为丙酮酸(物质N).图中可以看出,叶绿体释放的氧气除供给线粒体利用外,还释放到细胞外,因此此时光合作强度大于呼吸作用强度.
(3)镁是合成叶绿素的主要元素,如果植物缺镁,叶绿素含量减少,光合作用减弱,因此光补偿点将会右移.
(4)影响光合作用的因素除了图甲中的光照强度、二氧化碳浓度、温度外,还有含水量和矿质元素,因此合理施肥、合理灌溉也可以提高农作物的产量.
故答案为:
(1)大于 CO2浓度 温度
(2)丙酮酸 大于
(3)右
(4)合理施肥、合理灌溉(除光照强度、CO2浓度和温度外其他合理答案即可)
解析
解:(1)图中A点和B点相比,B点的光照强度强,光反应产生的ATP和[H]多,因此三碳化合物还原旺盛,三碳化合物少.A点以后,曲线①二氧化碳浓度高,因此光合速率强,并且光照强度增强,光合速率变化不大,因此A点以后限制其光合作用的主要因素是CO2浓度和温度等.
(2)由于葡萄糖不能直接进入线粒体中分解,因此需在细胞质基质中分解为丙酮酸(物质N).图中可以看出,叶绿体释放的氧气除供给线粒体利用外,还释放到细胞外,因此此时光合作强度大于呼吸作用强度.
(3)镁是合成叶绿素的主要元素,如果植物缺镁,叶绿素含量减少,光合作用减弱,因此光补偿点将会右移.
(4)影响光合作用的因素除了图甲中的光照强度、二氧化碳浓度、温度外,还有含水量和矿质元素,因此合理施肥、合理灌溉也可以提高农作物的产量.
故答案为:
(1)大于 CO2浓度 温度
(2)丙酮酸 大于
(3)右
(4)合理施肥、合理灌溉(除光照强度、CO2浓度和温度外其他合理答案即可)
将生理状况相同的某种绿叶分成相同的四组,在不同温度下先暗处理1h,再用相同适宜的光照射1h,测其质量变化(假设在有光和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物的量相同),得到如表的数据,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、27℃时该绿叶光照后比暗处理前积累的有机物为(4-1)=3mg,A正确;
B、28℃时该绿叶在整个实验期间质量增加(5-2)=3mg,B错误;
C、以上四种温度下的呼吸速率依次是:1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h,可见在上述四种温度下,29℃是该植物呼吸作用的最适温度.上述四种温度下,真正的光合速率为:5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h,可见在上述四种温度下,29℃是该植物光合作用的最适温度,C正确;
D、30℃时该绿叶经光合作用合成有机物的总质量是(2+1)=3mg,D正确.
故选:B.
某研究小组研究了环境因素对光合作用和呼吸作用影响的实验.结合所给材料,分析回答相关问题.
(1)图一表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对番茄的光合作用速率和呼吸作用速率影响的曲线.由图一可知,光合作用、呼吸作用都受到温度的影响,其中与______有关的酶对高温更为敏感.
(2)金鱼藻在适宜条件下进行光合作用而繁殖很快.图二表示在相同培养液中,以图中的装置Ⅰ和Ⅱ(密封环境)分别培养金鱼藻,将两个装置都放在阳光下,一定时间后,观察装置Ⅰ和Ⅱ发生的变化.由图二可知,与C相比,B试管中金鱼藻繁殖速度快,其原因是______.
(3)卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死小球藻,同时提取产物并分析.实验发现,仅仅30秒的时间,二氧化碳已经转化为许多种类的化合物.想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是______.
(4)图三表示将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,实验结果表明,在______条件下施肥效果最为明显.
正确答案
解:(1)由坐标分析可知,温度超过30℃光合作用已经开始下降,但是呼吸作用还在上升,在40℃时光合作用强度等于呼吸作用强度,之后呼吸作用才开始受到影响下降,所以与有关光合作用的酶对高温更为敏感.
(2)根据无氧呼吸的反应方程式:A中酵母菌发生呼吸作用:酵母菌:C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量,产生二氧化碳,促进金鱼藻的光合作用,而D中乳酸菌发生呼吸作用:乳酸菌:C6H12O6(葡萄糖)
2C3H6O3(乳酸)+少量能量,不产生二氧化碳,金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢.
(3)由光合作用的阶段:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O 4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2 +C52C3
b.CO2的还原:2C3 (CH2O)+C5 +H2O
由分析可知,想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可缩短光照时间,并同时检测当检测的化合物只有一种时,这个化合物就是第一个产物.
(4)分析变量是施肥效果,看实线和虚线,且最为明显应是土壤含水量在40%-60%之间.
故答案为:
(1)光合作用
(2)A中酵母菌发生呼吸作用产生二氧化碳,促进金鱼藻的光合作用,而D中乳酸菌发生呼吸作用不产生二氧化碳,金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢
(3)缩短光照时间,并同时检测当检测的化合物只有一种时,这个化合物就是第一个产物
(4)土壤含水量在40%-60%之间
解析
解:(1)由坐标分析可知,温度超过30℃光合作用已经开始下降,但是呼吸作用还在上升,在40℃时光合作用强度等于呼吸作用强度,之后呼吸作用才开始受到影响下降,所以与有关光合作用的酶对高温更为敏感.
(2)根据无氧呼吸的反应方程式:A中酵母菌发生呼吸作用:酵母菌:C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH (酒精)+2CO2+少量能量,产生二氧化碳,促进金鱼藻的光合作用,而D中乳酸菌发生呼吸作用:乳酸菌:C6H12O6(葡萄糖)
2C3H6O3(乳酸)+少量能量,不产生二氧化碳,金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢.
(3)由光合作用的阶段:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O 4[H]+O2
b.ATP的生成:ADP+Pi ATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2 +C52C3
b.CO2的还原:2C3 (CH2O)+C5 +H2O
由分析可知,想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可缩短光照时间,并同时检测当检测的化合物只有一种时,这个化合物就是第一个产物.
(4)分析变量是施肥效果,看实线和虚线,且最为明显应是土壤含水量在40%-60%之间.
故答案为:
(1)光合作用
(2)A中酵母菌发生呼吸作用产生二氧化碳,促进金鱼藻的光合作用,而D中乳酸菌发生呼吸作用不产生二氧化碳,金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢
(3)缩短光照时间,并同时检测当检测的化合物只有一种时,这个化合物就是第一个产物
(4)土壤含水量在40%-60%之间
如图1表示在最适条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系;图2表示该植物叶肉细胞中两种细胞器在不同光照强度下的生理状态.请回答下列问题:
(1)图1中,影响c点左右移动的主要外界因素是______;适当提高外界温度,图中d点将向______移动.
(2)由图1可知,光照条件下,光照强度大于______klx时植物才会表现出生长现象.在相同温度下,将该植物的叶片置于8klx光照下9小时,然后移到黑暗处15小时,则该24小时内每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为______mg.
(3)图2中细胞器①利用CO2的场所和细胞器②产生CO2的场所分别是______;对该植物来说,图1中四种不同光照强度(a、b、c、d对应光照强度)对应图2中的状态依次是______.
(4)研究者进行了不同温度和光照强度组合处理对葡萄叶片光合速率、气孔开度及细胞间CO2浓度的影响实验,结果如图3所示.
①在两种光强度下,随温度升高,叶片光合速率均______;从甲、乙两图分析,原因可能是:随温度升高,______,使叶片吸收的CO2减少.
②据丙图可知,适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃进行组合处理,推测这些条件下叶片光合速率______(填上升/不变/下降).
正确答案
解:(1)影响光合作用的环境因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等,c点是光的补偿点,决定光补偿点大小的主要环境因素有温度和二氧化碳浓度;由题意可知,该曲线是适宜条件下的曲线,温度应该是最适宜温度,若提高温度,光合作用速率减小,因此d点会向左下方移动.
(2)光合作用强度大于呼吸作用强度时,有机物才会积累,植物表现出生长现象,该曲线中光照强度大于2klx时,植物的光合作用强度才会大于呼吸作用强度;分析题图可知,8klx光照下,植物净光合作用的强度是12mg/h,实际光合作用的强度是12+6=18mg/mg,因此,植物一天中只有9小时光照,因此每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为18×9=162mg.
(3)细胞器①是叶绿体,利用二氧化碳进行暗反应的场所是叶绿体基质,细胞器②是线粒体,产生二氧化碳的场所是线粒体基质;分析曲线可知,a是只进行呼吸作用不进行光合作用,b是光合作用小于呼吸作用,c是光合作用等于呼吸作用,d是光合作用大于呼吸作用,分别对应图2中的Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ.
(4)①根据图3甲,在两种光强度下,随着温度的升高,叶片光合速率均下降;从甲、乙两图分析,原因可能是随着温度升高,气孔开度下降,使叶片吸收的二氧化碳减少,进而使卡尔文循环受到抑制.
②根据图丙分析,三种光强下胞间二氧化碳浓度均上升,但光合速率下降的原因可能是温度上升影响了光合作用的进行,如高温破坏类囊体膜结构(或高温使酶的活性下降).所以用适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃进行组合处理,这些条件下叶片光合速率下降.
故答案为:
(1)CO2浓度、温度 左下
(2)2 162
(3)叶绿体基质、线粒体基质Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ
(4)①下降 气孔关闭(气孔开度下降)
②下降
解析
解:(1)影响光合作用的环境因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等,c点是光的补偿点,决定光补偿点大小的主要环境因素有温度和二氧化碳浓度;由题意可知,该曲线是适宜条件下的曲线,温度应该是最适宜温度,若提高温度,光合作用速率减小,因此d点会向左下方移动.
(2)光合作用强度大于呼吸作用强度时,有机物才会积累,植物表现出生长现象,该曲线中光照强度大于2klx时,植物的光合作用强度才会大于呼吸作用强度;分析题图可知,8klx光照下,植物净光合作用的强度是12mg/h,实际光合作用的强度是12+6=18mg/mg,因此,植物一天中只有9小时光照,因此每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为18×9=162mg.
(3)细胞器①是叶绿体,利用二氧化碳进行暗反应的场所是叶绿体基质,细胞器②是线粒体,产生二氧化碳的场所是线粒体基质;分析曲线可知,a是只进行呼吸作用不进行光合作用,b是光合作用小于呼吸作用,c是光合作用等于呼吸作用,d是光合作用大于呼吸作用,分别对应图2中的Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ.
(4)①根据图3甲,在两种光强度下,随着温度的升高,叶片光合速率均下降;从甲、乙两图分析,原因可能是随着温度升高,气孔开度下降,使叶片吸收的二氧化碳减少,进而使卡尔文循环受到抑制.
②根据图丙分析,三种光强下胞间二氧化碳浓度均上升,但光合速率下降的原因可能是温度上升影响了光合作用的进行,如高温破坏类囊体膜结构(或高温使酶的活性下降).所以用适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃进行组合处理,这些条件下叶片光合速率下降.
故答案为:
(1)CO2浓度、温度 左下
(2)2 162
(3)叶绿体基质、线粒体基质Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ
(4)①下降 气孔关闭(气孔开度下降)
②下降
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