- 细胞的能量供应和利用
- 共13256题
(2015秋•邵阳校级月考)图1是某植物细胞内部分物质转化示意图,①~④表示生理过程.图2是在“探究光强度对某植物光合作用影响”的活动中得到的实验结果.回答下列问题:
(1)图1的①~④中属于有氧呼吸的是______(填标号),有氧呼吸的场所是______和______.
(2)图1完成④过程需要光反应提供的物质有______.在其他条件不变的情况下,若突然停止光照,则三碳酸含量的瞬时变化是______(填“增加”或“减少”).
(3)图2中,如果连续阴雨一星期,白天的光强度始终为A,则这段时间内,该植物体内有机物含量将______(填“增加”或“减少”).
(4)图2中光合作用有机物的积累量为______(用S1、S2、S3表示)
正确答案
解:(1)图1的①~④中属于需氧呼吸的是①有氧呼吸的第一阶段和②有氧呼吸的第二阶段.需氧呼吸的场所是细胞质基质、线粒体.
(2)图1的中③过程是CO2的固定,完成④三碳酸还原成三碳糖的过程需要光反应提供的物质是ATP、[H].在其他条件不变的情况下,若突然停止光照,光反应产生的[H]和ATP减少,被还原的三碳酸减少,而CO2被C5固定形成三碳酸的过程不变,故三碳酸含量增加.
(3)图2中,如果连续阴雨一星期,白天的光强度始终为A,净光合作用量为0,而黑夜只有呼吸作,故这段时间内,该植物体内有机物含量将减少.
(4)图中可以看出,S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,因此玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量-呼吸作用消耗=S2+S3-(S1+S3)=S2-S1.
故答案为:
(1)①、②细胞质基质 线粒体
(2)ATP和[H]增加
(3)减少
(4)S2-S1
解析
解:(1)图1的①~④中属于需氧呼吸的是①有氧呼吸的第一阶段和②有氧呼吸的第二阶段.需氧呼吸的场所是细胞质基质、线粒体.
(2)图1的中③过程是CO2的固定,完成④三碳酸还原成三碳糖的过程需要光反应提供的物质是ATP、[H].在其他条件不变的情况下,若突然停止光照,光反应产生的[H]和ATP减少,被还原的三碳酸减少,而CO2被C5固定形成三碳酸的过程不变,故三碳酸含量增加.
(3)图2中,如果连续阴雨一星期,白天的光强度始终为A,净光合作用量为0,而黑夜只有呼吸作,故这段时间内,该植物体内有机物含量将减少.
(4)图中可以看出,S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,因此玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量-呼吸作用消耗=S2+S3-(S1+S3)=S2-S1.
故答案为:
(1)①、②细胞质基质 线粒体
(2)ATP和[H]增加
(3)减少
(4)S2-S1
对农作物光合作用和呼吸作用的研究,可以指导我们的农业生产.下面甲、乙、丙是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果.在充满CO2的密闭容器中,用水培法栽培某植物,得到系统的呼吸速率和光合速率变化曲线如丁图所示.请回答相关问题:
(1)由甲图可推知,与P点相比,Q点限制单株光合强度的外界因素是______(写出两种),甲实验给我们的启示是,在栽培农作物时要注意______.
(2)种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示.光合作用速率等于呼吸作用速率时对应的是图中的______点;C→F段,叶绿体内ADP含量最高的地方是______;C点时番茄有没有释放氧气?______;与C点相比,F点光反应[H]的产生速率将______.在此一昼夜内植株是否显示生长现象?______,理由是______.因此,长期在密闭大棚中种植作物时要注意______.
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光处理(如图丙),并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移.在适宜光照下照射12小时后,从两侧截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b(单位:g).则b-a代表的是12小时内右侧截取部分______.
(4)分析丁图,回答下列问题:
①第5~7h呼吸作用加快的主要原因是______;第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是______.
②第10h时产生ATP的细胞器是______,若此环境因素(第10h时)维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,根系对无机盐的吸收速率将______,此时______成为ATP合成的唯一场所.
③该植物积累有机物速率最大的时刻是第______h时,积累有机物总量最多的时刻约在第______h.
④在光合速率和呼吸速率曲线相交时,叶绿体中ATP的转移方向______.
正确答案
解:(1)由图甲可知随种植密度增大,田间的通风、透光条件都变差,故与P点比,限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度.所以甲实验给我们的启示是,在栽培农作物时要注意合理密植.
(2)图中B点和F点为二氧化碳的平衡点,此时光合速率等于呼吸速率;C→F段,光合作用较强,光反应产生的ATP由类囊体不断向叶绿体基质移动,并在在叶绿体基质中消耗产生ADP,因此在叶绿体基质中ADP含量最高.C点时二氧化碳不断下降,光合作用大于呼吸作用,因此此时存在氧气的释放.与C点相比,F点光照强度减弱,光反应产生的[H]减少.比较图中的A点呵F点,可以看出一昼夜后即F点的二氧化碳浓度降低,该二氧化碳用于合成有机物储存于植物体中,因此表现出生长现象.乙图给我们的启示是,在密闭大棚种植作物时要注意及时补充CO2.
(3)照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行,但同时它们都进行呼吸作用,b=叶片原重量+总光合作用-呼吸消耗,a=叶片原重量-呼吸消耗,因此b-a=总光合作用.
(4)①图中可以看出,光合作用在8h前一直进行,因此产生的氧气不断增多,导致第5~7h呼吸作用加快;第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是光照强度减弱.
②第10h时只进行呼吸作用,因此产生ATP的细胞器只有线粒体,若此环境因素(第10h时)维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,而根系对无机盐的吸收方式为主动运输,主动运输需要消耗能量,因此无机盐的吸收速率将下降,此时只进行无氧呼吸,因此细胞质基质成为ATP合成的唯一场所.
③2h之后光合速率不变,而呼吸作用还在增强,因此该植物积累有机物速率最大的时刻是第2h时.在第9h,光合速率等于呼吸速率,之后光合速率将小于呼吸速率,因此在9h时积累有机物总量最多.
④在光合速率和呼吸速率曲线相交时,仍在进行光合作用,因此叶绿体中ATP的转移方向由类囊体(薄膜)到叶绿体基质.
故答案为:
(1)光照(强度)、CO2浓度 合理密植
(2)B、F 叶绿体基质 有 下降 是 因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降,说明光合产生的有机物有积累 经常补充CO2
(3)光合作用制造的有机物总量
(4)①氧气浓度(含量)升高 光照强度减弱
②线粒体 下降 细胞质基质
③2 9
④由类囊体(薄膜)到叶绿体基质
解析
解:(1)由图甲可知随种植密度增大,田间的通风、透光条件都变差,故与P点比,限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度.所以甲实验给我们的启示是,在栽培农作物时要注意合理密植.
(2)图中B点和F点为二氧化碳的平衡点,此时光合速率等于呼吸速率;C→F段,光合作用较强,光反应产生的ATP由类囊体不断向叶绿体基质移动,并在在叶绿体基质中消耗产生ADP,因此在叶绿体基质中ADP含量最高.C点时二氧化碳不断下降,光合作用大于呼吸作用,因此此时存在氧气的释放.与C点相比,F点光照强度减弱,光反应产生的[H]减少.比较图中的A点呵F点,可以看出一昼夜后即F点的二氧化碳浓度降低,该二氧化碳用于合成有机物储存于植物体中,因此表现出生长现象.乙图给我们的启示是,在密闭大棚种植作物时要注意及时补充CO2.
(3)照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行,但同时它们都进行呼吸作用,b=叶片原重量+总光合作用-呼吸消耗,a=叶片原重量-呼吸消耗,因此b-a=总光合作用.
(4)①图中可以看出,光合作用在8h前一直进行,因此产生的氧气不断增多,导致第5~7h呼吸作用加快;第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是光照强度减弱.
②第10h时只进行呼吸作用,因此产生ATP的细胞器只有线粒体,若此环境因素(第10h时)维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,而根系对无机盐的吸收方式为主动运输,主动运输需要消耗能量,因此无机盐的吸收速率将下降,此时只进行无氧呼吸,因此细胞质基质成为ATP合成的唯一场所.
③2h之后光合速率不变,而呼吸作用还在增强,因此该植物积累有机物速率最大的时刻是第2h时.在第9h,光合速率等于呼吸速率,之后光合速率将小于呼吸速率,因此在9h时积累有机物总量最多.
④在光合速率和呼吸速率曲线相交时,仍在进行光合作用,因此叶绿体中ATP的转移方向由类囊体(薄膜)到叶绿体基质.
故答案为:
(1)光照(强度)、CO2浓度 合理密植
(2)B、F 叶绿体基质 有 下降 是 因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降,说明光合产生的有机物有积累 经常补充CO2
(3)光合作用制造的有机物总量
(4)①氧气浓度(含量)升高 光照强度减弱
②线粒体 下降 细胞质基质
③2 9
④由类囊体(薄膜)到叶绿体基质
为探究水分、无机盐对光合作用的影响,进行了一系列实验,实验结果如图.
请分析回答有关问题:
(1)图1中土壤含水量相同时施肥组叶绿素含量高于未施肥组,是由于植物能从土壤中吸收更多的______元素.根细胞中与水分的吸收关系最密切的细胞器是______.
(2)图2中土壤含水量30%时未施肥组光合速率高于施肥组,原因最可能是______.土壤含水量80%时施肥组光合速率明显高于未施肥组,其细胞内部原因主要是______.在施肥情况下,土壤含水量50%时,黑暗条件下CO2释放速率为3.7mg•h-1,植物若要正常生长,则每天至少光照______h(保留整数).
(3)图3中光照强度增加到6×10000 1x时,继续增加光照强度产氧量不再增加,这时如果适当提高______有可能提高产氧量.
(4)图4中pH值为3时,三组伊乐藻的净产氧量均呈现负值,说明此时______.当水体的pH大于10时,光合作用产氧量急剧下降,原因是水中游离CO2减少,导致______.
正确答案
解:(1)N、Mg元素是合成叶绿素的重要元素,施肥后,植物能从土壤中吸收更多的N、Mg元素合成叶绿素,所以图1中土壤含水量相同时施肥组叶绿素含量高于未施肥组.根细胞通过渗透吸水,因此与水分的吸收关系最密切的细胞器是液泡.
(2)根据渗透原理,土壤溶液浓度过高会影响植物吸水,所以图2中土壤含水量30%时未施肥组光合速率高于施肥组.由于是施肥组叶绿素的含量高,所以土壤含水量80%时施肥组光合速率明显高于未施肥组.在施肥情况下,土壤含水量50%时,黑暗条件下C02释放速率为3.7mg.h-1,由图可知,土壤含水量50%时,光照条件下的光合速率为14.20mg.h-1.只有有机物的积累量大于零时,植物才能正常生长.设植物若要正常生长,则每天至少光照 Mh,则(14.20-3.7)×M-3.7×(24-M)≥0,所以M≥7h.
(3)当光照强度超过6×10000 1x时,伊乐藻的产氧量不再增加,说明光照强度不是限制因素,此时限制光合作用速率增加的环境因素是温度或二氧化碳浓度.
(4)净光合作用速率等于真光合作用速率-呼吸作用速率,净光合作用速率小于0,说明呼吸作用强度大于光合作用强度;二氧化碳浓度减少时,暗反应速率降低,为光反应提供的相关物质减少,光反应速率降低,产氧量下降.
故答案为:
(1)Mg(N) 液泡
(2)土壤溶液浓度过高,影响植物吸水 叶绿素含量高 7
(3)CO2浓度或温度
(4)伊乐藻的呼吸作用强度大于光合作用强度 CO2供应减少,暗反应速率降低,为光反应提供的相关物质减少,光反应速率降低
解析
解:(1)N、Mg元素是合成叶绿素的重要元素,施肥后,植物能从土壤中吸收更多的N、Mg元素合成叶绿素,所以图1中土壤含水量相同时施肥组叶绿素含量高于未施肥组.根细胞通过渗透吸水,因此与水分的吸收关系最密切的细胞器是液泡.
(2)根据渗透原理,土壤溶液浓度过高会影响植物吸水,所以图2中土壤含水量30%时未施肥组光合速率高于施肥组.由于是施肥组叶绿素的含量高,所以土壤含水量80%时施肥组光合速率明显高于未施肥组.在施肥情况下,土壤含水量50%时,黑暗条件下C02释放速率为3.7mg.h-1,由图可知,土壤含水量50%时,光照条件下的光合速率为14.20mg.h-1.只有有机物的积累量大于零时,植物才能正常生长.设植物若要正常生长,则每天至少光照 Mh,则(14.20-3.7)×M-3.7×(24-M)≥0,所以M≥7h.
(3)当光照强度超过6×10000 1x时,伊乐藻的产氧量不再增加,说明光照强度不是限制因素,此时限制光合作用速率增加的环境因素是温度或二氧化碳浓度.
(4)净光合作用速率等于真光合作用速率-呼吸作用速率,净光合作用速率小于0,说明呼吸作用强度大于光合作用强度;二氧化碳浓度减少时,暗反应速率降低,为光反应提供的相关物质减少,光反应速率降低,产氧量下降.
故答案为:
(1)Mg(N) 液泡
(2)土壤溶液浓度过高,影响植物吸水 叶绿素含量高 7
(3)CO2浓度或温度
(4)伊乐藻的呼吸作用强度大于光合作用强度 CO2供应减少,暗反应速率降低,为光反应提供的相关物质减少,光反应速率降低
某小组用金鱼藻进行光合作用的实验,他们将一组金鱼藻浸在加有适宜培养液的大试管中,在不同室温下,均可观察到在光下有气泡放出.他们以太阳灯(冷光源)作为光源,移动太阳灯使之与大试管的距离不同,实验结果如图甲,请分析并回答:
(1)该实验研究的是______对光合速率的影响,以______为指标衡量光合速率.
(2)图甲中A点的C3含量______(大于/小于/等于)C点,若在缺镁的培养液中进行此实验,B点将向______(左/右)移动.
(3)该小组分离出金鱼藻中的叶绿体(见图乙叶绿体的模式图)在适宜条件下培养,在结构D上发生的能量转换为______→______,由结构D转移至结构E并在其中参与反应的物质有______.
正确答案
光照强度和温度
单位时间气泡释放数目
小于
左
光能
(ATP中)活跃的化学能
ATP、[H](ATP、NADPH)
解析
解:(1)改变距离是改变光照强度,又放在不同的室温下,所以该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响,在题目中有“均可观察到在光下有气泡放出”,可知以单位时间内气泡放出量为衡量指标.
(2)A点是光饱和点,与C点比较A的光反应强,释放的[H]和ATP多,C3的还原加快,C3含量减少,小于C点,缺Mg情况下,叶绿素合成受阻,光反应速率下降,所需要的光强增加,距离应减小,B点左移.
(3)结构D是类囊体薄膜,发生的光合作用的光反应阶段实现光能转化为ATP中活跃的化学能,E是叶绿体基质,进行光合作用暗反应,由结构D转移至结构E并在其中参与暗反应反应的物质有ATP、[H](ATP、NADPH).
故答案为:(1)光照强度和温度(缺一不可) 单位时间气泡释放数目(气泡释放速率)
(2)小于 左
(3)光能 (ATP中)活跃的化学能 ATP、[H](ATP、NADPH)(缺一不可)
在我国北方,有些农户在春玉米田间套种夏豇豆.具体做法是:春玉米3月上旬育苗,7月上旬收获.6月初在玉米行旁边点播豇豆,豇豆出苗时玉米穗已充分膨大,此时除去玉米植株下部老叶,以利于通风透光.玉米穗采收后除去植株全部叶片,留作豇豆架材.8月中旬开花,60天后,豇豆长到接近该品种长度时及早采收上市.请根据以上资料回答下列问题:
(1)春玉米田间套种夏豇豆,这有利于田间作物延长______,同时通过合理密植,还可以增加光合作用面积,玉米和豇豆的株型“一高一矮”,有利于植株对______的充分利用,根系“一深一浅”,深根和浅根作物搭配,可以充分利用土壤中的______和______,综合来看提高了农作物的光能利用率.
(2)在光照下,供给玉米离体叶片少量的14CO2,随着光合作用时间的延续,请根据图所提供的信息在坐标中画出玉米光合作用固定CO2形成的C3化合物中的14C含量变化曲线.
(3)除了合理施肥外,若要进一步提高土壤肥力和豇豆的产量,可以对豇豆用相应的______拌种.
(4)如果用含15N的蛋白质饲料饲养体内不含15N的小白鼠,假如该小白鼠的食物中没有含15N的丙氨酸,但在它的体内却找到了含15N的丙氨酸,这可能是它体内细胞发生了______作用的结果,由此可知,丙氨酸属于______氨基酸.在饲料适量的情况下,可以发现从小白鼠的组织中分离出的物质中含有15N的有______(从下列选项中选择,填字母代号).
A.脂肪酸 B.肠淀粉酶 C.肌糖元 D.胰岛素.
正确答案
解:(1)春玉米田间套种夏豇豆,这有利于田间作物延长光合作用时间,同时通过合理密植,还可以增加光合作用面积.玉米和豇豆的株型“一高一矮”,有利于植株提高光能的利用率,根系“一深一浅”,深根和浅根作物搭配,可以充分利用土壤中的水分和矿质元素,综合来看提高了农作物的光能利用率.
(2)玉米是碳四植物,在光照下,玉米首先将少量的14CO2固定到四碳化合物中,随着光合作用时间的延续,再通过脱羧酶的作用释放CO2,后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用,进入光合碳循环,被固定到三碳化合物中.因此四碳化合物减少的同时,三碳化合物在不断增加.
(3)根瘤菌可以进行生物固碳,来提高土壤的肥力,并且它与豆科植物是互利共生的关系,因此除了合理施肥外,若要进一步提高土壤肥力和豇豆的产量,可以对豇豆用相应的根瘤菌拌种.
(4)丙氨酸属于非必须氨基酸,在体内可以通过含15N的蛋白质消化吸收的氨基酸氨基转换而来.在饲料适量的情况下,15N的蛋白质消化成氨基酸被吸收进入体内,此时具有放射性的氨基酸可以作为合成蛋白质的原料,如合成肠淀粉酶和胰岛素,而脂肪酸和肌糖原中均只含CHO三种元素,不含氮元素,因此不会含有15N.
故答案为:
(1)光合作用时间 光能 水分 矿质元素
(2)
(3)根瘤菌
(4)氨基转换 非必需 B、D
解析
解:(1)春玉米田间套种夏豇豆,这有利于田间作物延长光合作用时间,同时通过合理密植,还可以增加光合作用面积.玉米和豇豆的株型“一高一矮”,有利于植株提高光能的利用率,根系“一深一浅”,深根和浅根作物搭配,可以充分利用土壤中的水分和矿质元素,综合来看提高了农作物的光能利用率.
(2)玉米是碳四植物,在光照下,玉米首先将少量的14CO2固定到四碳化合物中,随着光合作用时间的延续,再通过脱羧酶的作用释放CO2,后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用,进入光合碳循环,被固定到三碳化合物中.因此四碳化合物减少的同时,三碳化合物在不断增加.
(3)根瘤菌可以进行生物固碳,来提高土壤的肥力,并且它与豆科植物是互利共生的关系,因此除了合理施肥外,若要进一步提高土壤肥力和豇豆的产量,可以对豇豆用相应的根瘤菌拌种.
(4)丙氨酸属于非必须氨基酸,在体内可以通过含15N的蛋白质消化吸收的氨基酸氨基转换而来.在饲料适量的情况下,15N的蛋白质消化成氨基酸被吸收进入体内,此时具有放射性的氨基酸可以作为合成蛋白质的原料,如合成肠淀粉酶和胰岛素,而脂肪酸和肌糖原中均只含CHO三种元素,不含氮元素,因此不会含有15N.
故答案为:
(1)光合作用时间 光能 水分 矿质元素
(2)
(3)根瘤菌
(4)氨基转换 非必需 B、D
Ⅰ.光合作用和呼吸作用的速率是影响农作物产量的重要因素,影响绿色植物光合作用的因素是多方面的,请据图分析影响光合作用的因素:
(1)如果横坐标代表温度,则代表光合速率的曲线最可能是______.
(2)如果横坐标代表光照强度,其影响光合速率首先是影响光合作用的______阶段,此时内部限制性因素可能是______.若阴生植物的光合作用曲线为c,则阳生植物的光合作用曲线最可能是______.
(3)光照适宜的条件下,如果横坐标代表CO2的含量,其影响光合作用首先是影响______的产生,此时内部限制性因素可能是______.
Ⅱ.科研人员为研究氧气浓度与光合作用的关系,测定了烟草叶片在25℃时,不同氧气浓度下的光合作用速率(以CO2的吸收速率为指标),部分数据见下表.请分析回答:
(1)O2浓度由2%增大为20%时,烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降,推测这种变化与______增强有关,还可能与______的变化有关.
(2)为了探究O2浓度对光合作用是否构成影响,在上表所获得数据的基础上,还要测定黑暗条件下对应的呼吸速率.假设在25℃,氧浓度为2%时,呼吸速率为X[mg/(h•cm2)],氧浓度为20%时,呼吸速率为Y[mg/(h•cm2)].
①如果23+X=9+Y,说明______
②如果23+X>9+Y,说明______.
正确答案
解:Ⅰ、(1)如果横坐标代表温度,在一定的温度范围内,随着温度升高,酶的活性增强,超过了一定的温度范围,随着温度升高,酶的活性反而下降,因此代表光合速率的曲线最可能是d.
(2)如果横坐标代表光照强度,光照强度首先影响光合作用的光反应阶段,此时内部限制性因素可能是光合色素的数量和酶.若阴生植物的光合作用曲线为c,由于阳生植物的光饱和点高,光合作用强度也高,因此阳生植物的光合作用曲线最可能是a.
(3)光照适宜的条件下,如果横坐标代表CO2的含量,CO2将参与暗反应中二氧化碳的固定.在暗反应阶段,CO2的固定是指CO2与C5化合物结合,形成C3化合物,因此首先是影响三碳化合物的产生,此时内部限制性因素可能是五碳化合物的含量或酶的数量.
Ⅱ、(1)O2浓度由2%增大为20%时,烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降,可能与呼吸作用增强有关,呼吸作用释放的CO2多,为光合作用提供的多,光合作用从外界吸收的CO2就少,还可能与O2浓度增大可能抑制光合作用有关,从外界吸收的CO2也减少.
(2)因为光合作用固定的CO2来自于呼吸作用提供的和从外界吸收的CO2,如果23+X=9+Y,说明:氧气浓度的增加不影响光合作用,只是由于呼吸作用的增强.如果23+X>9+Y,则是由于光合作用受到抑制所导致.
故答案为:
Ⅰ、(1)d
(2)光反应 光合色素的数量和酶 a
(3)三碳化合物 五碳化合物的含量(酶)
Ⅱ、(1)呼吸作用 光合作用
(2)①氧气浓度增大不影响光合作用
②氧气浓度增大抑制光合作用
解析
解:Ⅰ、(1)如果横坐标代表温度,在一定的温度范围内,随着温度升高,酶的活性增强,超过了一定的温度范围,随着温度升高,酶的活性反而下降,因此代表光合速率的曲线最可能是d.
(2)如果横坐标代表光照强度,光照强度首先影响光合作用的光反应阶段,此时内部限制性因素可能是光合色素的数量和酶.若阴生植物的光合作用曲线为c,由于阳生植物的光饱和点高,光合作用强度也高,因此阳生植物的光合作用曲线最可能是a.
(3)光照适宜的条件下,如果横坐标代表CO2的含量,CO2将参与暗反应中二氧化碳的固定.在暗反应阶段,CO2的固定是指CO2与C5化合物结合,形成C3化合物,因此首先是影响三碳化合物的产生,此时内部限制性因素可能是五碳化合物的含量或酶的数量.
Ⅱ、(1)O2浓度由2%增大为20%时,烟草叶片吸收CO2的速率大幅下降,可能与呼吸作用增强有关,呼吸作用释放的CO2多,为光合作用提供的多,光合作用从外界吸收的CO2就少,还可能与O2浓度增大可能抑制光合作用有关,从外界吸收的CO2也减少.
(2)因为光合作用固定的CO2来自于呼吸作用提供的和从外界吸收的CO2,如果23+X=9+Y,说明:氧气浓度的增加不影响光合作用,只是由于呼吸作用的增强.如果23+X>9+Y,则是由于光合作用受到抑制所导致.
故答案为:
Ⅰ、(1)d
(2)光反应 光合色素的数量和酶 a
(3)三碳化合物 五碳化合物的含量(酶)
Ⅱ、(1)呼吸作用 光合作用
(2)①氧气浓度增大不影响光合作用
②氧气浓度增大抑制光合作用
为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响,研究者选取开花后3天的植株进行处理,从顶部去除不同数量叶片,每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率(代表单株产量),同时在一定面积的样方中测定群体光合速率(代表群体产量),结果如图,图3为正常玉米幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图.(备注:穗位叶位于植株中下部,其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量)
(1)由图1可知,去叶13天测定时,穗位叶的叶绿素含量随着______而增大.本实验中穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为______.
(2)由图2可知,随顶部去除叶片数量增加,单株的光合速率持续增加,原因可能是穗位叶获得的______更充足.
(3)综合上述,结果可推测,种植密度较高的玉米田中,采取______可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致.
(4)图3的A点时叶肉细胞中O2的移动方向是______.温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制的最低温度为______℃.图中______点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍.
正确答案
解:(1)由图1可知,去叶13天测定时,穗位叶的叶绿素含量随着去叶程度的增强(或:去叶数量的增多)而增大.本实验中,穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为去除2片叶.
(2)由图2可知,随顶部去除叶片数量增加,单株的光合速率持续增加,原因可能是穗位叶获得的光照和CO2更充足.
(3)综合上述,结果可推测,种植密度较高的玉米田中,采取适度去除顶部叶片可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致.
(4)图3中A点时,光合作用小于或等于呼吸作用,光合作用产生的氧气被呼吸作用利用,因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体.分析题图可知,净光合作用强度随温度升高而升高更快,因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高,在20℃植物净光合作用最强,此时细胞呼吸作用较弱,是获得最大经济效益的最适宜温度.分析题图曲线可知,B点、D点净光合作用与呼吸作用相等,因此实际光合用是呼吸作用的2倍.
故答案为:
(1)去叶程度的增强(或:去叶数量的增多) 去除2片叶
(2)光照和CO2
(3)适度去除顶部叶片
(4)从叶绿体移向线粒体 20℃B、D
解析
解:(1)由图1可知,去叶13天测定时,穗位叶的叶绿素含量随着去叶程度的增强(或:去叶数量的增多)而增大.本实验中,穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为去除2片叶.
(2)由图2可知,随顶部去除叶片数量增加,单株的光合速率持续增加,原因可能是穗位叶获得的光照和CO2更充足.
(3)综合上述,结果可推测,种植密度较高的玉米田中,采取适度去除顶部叶片可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致.
(4)图3中A点时,光合作用小于或等于呼吸作用,光合作用产生的氧气被呼吸作用利用,因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体.分析题图可知,净光合作用强度随温度升高而升高更快,因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高,在20℃植物净光合作用最强,此时细胞呼吸作用较弱,是获得最大经济效益的最适宜温度.分析题图曲线可知,B点、D点净光合作用与呼吸作用相等,因此实际光合用是呼吸作用的2倍.
故答案为:
(1)去叶程度的增强(或:去叶数量的增多) 去除2片叶
(2)光照和CO2
(3)适度去除顶部叶片
(4)从叶绿体移向线粒体 20℃B、D
如图为在某种光强度和一定温度下,不同二氧化碳浓度影响某绿色植物O2的释放量(单位叶面积•每小时)绘制成的相应曲线.下列分析不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当CO2浓度为0时,植物只进行呼吸作用,根据图示可知该植物的呼吸速率为40(O2吸收量mg/h),A正确;
B、当CO2浓度为100ppm时,净光合速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,即光合速率等于40(O2释放量mg/h),B正确;
C、当CO2浓度超过400ppm后,该植物有机物光合速率大于呼吸速率,随时间增加,有机物仍然积累,C错误;
D、当CO2浓度为500ppm时,限制光合作用速率的因素有光照强度、温度等,所以如需提高光合速率,可增加光照和适当提高温度,D正确.
故选:C.
以下是某科研小组进行的三组实验,分析囘答问题:
实验一:选用两批相同的番茄幼苗,在最适温度下分别在A、B两个植物生长箱中培养,A箱内的CO2浓度维持 在0.40%,B箱内的C02浓度维持在0.03%,再分别用不同光照强度的光照射,并比较两个箱中番茄幼、苗的光合速率,结果如图1.
实验二:选品种优良的玉米和花生,分别单独种植和间行种植,生长相同且适宜时间后,分别测植株的光合速率,结果如图2.
实验三:生产上常用生长素类似物萘乙酸(NAA)处理扦插枝条,促其生根.为了验证萘乙酸的生理作用与生 长素作用相似,某人取生长状况一致的某植物嫩枝若干条,随机平分为A、B、C兰组,进行了如下实 验,24h后取出枝条,用清水洗净,插入盛有清水的烧杯中,杯外包上黑纸遮光,观察枝条生根情况 A组:去掉嫩叶,浸于10ppm的NAA溶液中 B组:不去掉嫩叶,浸于10ppm的NAA溶液中C组:不去掉嫩叶,浸于清水中
(1)实验一的自变量是______,当光照强度为5个单位时,限制光合速率提高的主要外部因素是______气体X会影响番茄幼苗的光合速率.根据实验一的结果,某同学要设计实验来验证气体X对番茄幼苗光合作用的影响是促进还是抑制时,他除了要在生长箱中置入不同浓度的气体X外,最好在5个单位的光照强度、0.40%的二氧化碳浓度下来进行实验最适当,理由是______
(2)根据实验二的结果,当光照强度为l个单位时,玉米单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量______(“>”、“<”或“=”)间行种楦,花生单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量______ (“>”、“<”或“=”)间行种植.间行种植与单独种植相比,玉米达到最大光合速率所需的光照强度______(填“强”或“弱”),间作能够提高光能利用率,其#现了群落空间结构的______(填“垂直”或“水平”).
(3)实验三中有______组对照实验,若B.组生根最多,则说明:______用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是______.
正确答案
解:(1)由图1可知,实验一的自变量是光照强度和二氧化碳浓度.当光照强度为5个单位时,光合速率不再随光照强度的增加而加快,不同二氧化碳浓度下光合速率不同.因此,限制光合速率提高的主要外部因素是二氧化碳浓度.在0.40%的二氧化碳浓度下,光合速率较快,而光照强度为5个单位时是光合速率达到最大时的最小光照强度.在此条件下,最容易测定气体X对光合速率的影响.
(2)由图2的曲线图可知,当光照强度为l个单位时,玉米单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量<间行种楦,花生单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量<间行种楦.间行种植与单独种植相比,玉米达到最大光合速率所需的光照强度强,间作能够提高光能利用率,其体现了群落空间结构的垂直结构.
(3)实验三中A为实验组,BC均为对照组.若B组生根最多,则说明:嫩叶能产生促进生长的物质(生长素)或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度大于10ppm.用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是避免光对植物生根产生影响(或避免光对实验结果的千扰).
故答案为:
(1)光照强度和二氧化碳浓度 二氧化碳浓度 在此条件下,最容易测定气体X对光合速率的影响
(2)<<强 垂直
(3)2 嫩叶能产生促进生长的物质(生长素)或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度大于10ppm 避免光对植物生根产生影响(或避免光对实验结果的千扰)
解析
解:(1)由图1可知,实验一的自变量是光照强度和二氧化碳浓度.当光照强度为5个单位时,光合速率不再随光照强度的增加而加快,不同二氧化碳浓度下光合速率不同.因此,限制光合速率提高的主要外部因素是二氧化碳浓度.在0.40%的二氧化碳浓度下,光合速率较快,而光照强度为5个单位时是光合速率达到最大时的最小光照强度.在此条件下,最容易测定气体X对光合速率的影响.
(2)由图2的曲线图可知,当光照强度为l个单位时,玉米单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量<间行种楦,花生单独种植时单位时间单位叶面积上积累的有机物量<间行种楦.间行种植与单独种植相比,玉米达到最大光合速率所需的光照强度强,间作能够提高光能利用率,其体现了群落空间结构的垂直结构.
(3)实验三中A为实验组,BC均为对照组.若B组生根最多,则说明:嫩叶能产生促进生长的物质(生长素)或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度大于10ppm.用黑纸包住烧杯遮光的原因可能是避免光对植物生根产生影响(或避免光对实验结果的千扰).
故答案为:
(1)光照强度和二氧化碳浓度 二氧化碳浓度 在此条件下,最容易测定气体X对光合速率的影响
(2)<<强 垂直
(3)2 嫩叶能产生促进生长的物质(生长素)或萘乙酸促进扦插枝条生根的最适浓度大于10ppm 避免光对植物生根产生影响(或避免光对实验结果的千扰)
下面列举了一些与温室大棚种植蔬菜有关的生产措施,你认为不合理的是( )
正确答案
解析
解:A、温室的设计应尽量提高采光效率,如用透明薄膜,并且尽量减少热量的散失,有利于提高光合作用的温度,A正确;
B、有机肥可以被微生物分解产生二氧化碳和矿质元素,可直接为植物提供矿质营养,同时可以补充大棚内的CO2,植物不能吸收有机营养,B错误;
C、采用无土栽培技术,可按植物的需求配给营养,节约成本,C正确;
D、夜晚适当降低温度可以降低夜间呼吸作用消耗的有机物,因此可以提高作物产量,D正确.
故选:B.
甲图表示在一定条件下某绿色植物细胞内部分物质转化过程,乙图表示在适宜温度条件下该植物净光合速率与环境因素之间的关系.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.合成物质X是光合作用的暗反应阶段,场所是叶绿体基质,合成物质Y是有氧呼吸第一阶段,场所是细胞质基质,故A错误;
B.①③是光合作用暗反应阶段,发生在叶绿体基质,②是有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质,④是有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质,这三个场所可以在同一个细胞中,故B正确;
C.只有0.01%和0.03%两个浓度无法确定最适CO2浓度,只能证明0.01%的CO2浓度比0.03%的CO2浓度光合作用更快,最适浓度还需要更多的浓度梯度,故C错误;
D.图乙中光照强度为A时,随光照强度的增强,光合速率升高,CO2浓度对光合速率无影响,故光合作用的主要限制因素是光照强度,故D正确.
故选D.
如图为某植物在适宜的自然条件下,CO2吸收速率与光照强度的关系曲线.下列分析判断不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、题干中提出,该植物在适宜的自然条件下,因此温度是适宜的,而温度降低呼吸作用强度将降低,因此a点上移,故A正确;
B、Mg是叶绿素合成的主要元素,缺镁叶片色素少,光合作用强度弱,因此b点右移,故B错误;
C、超过c点以后,CO2吸收速率不再增加,表示已经达到光饱和点,此时光照强度不再是限制因素,限制因素为CO2浓度、含水量等,故C正确;
D、若水分不足,光合作用将受到抑制,因此c点将左移,故D正确.
故选B.
同学们对光照强度对水稻光合作用的影响进行了一系列的实验.图1和图2是同学们实验的结果,请据图分析.
(1)图1表示水稻光合作用时叶片的二氧化碳吸收量和二氧化碳释放量与光照强度的关系.图1中,当光照强度为A点时,植物真正光合作用速率______(填“大于”、“小于”、“等于”)呼吸作用速率.若光照强度突然由A点变为B点,此时叶肉细胞内C3化合物的含量将如何变化?______(填“上升”或“下降”或“不变”).
(2)图2表示水稻的叶肉细胞在其他条件不变且比较适宜时,分别在光照强度为a、b、c、d时,单位时间内叶片的CO2释放量和叶绿体中O2产生量的变化.图2中,光照强度为a时,叶肉细胞中产生ATP的结构是______.当光照强度为d时,细胞要从周围环境吸收______个单位的二氧化碳.
(3)另一位同学测定水稻的光合作用速率作图3所示实验.在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量,M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时,那么测得叶片的真正光合作用速率=______gcm-2h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度变化对叶生理活动的影响).
正确答案
解:(1)图1中A点为光补偿点,即光合速率等于呼吸速率.若光照强度突然由A点变为B点,即光照强度增加,则ATP和[H]产量增加,加速了三碳化合物的还有,所以此时叶肉细胞内C3化合物的含量将下将.
(2)图2中,光照强度为a时,没有氧气的释放,说明只有呼吸作用,所以叶肉细胞中产生ATP的结构是细胞质基质、线粒体.由a点可知呼吸速率是6,而d点释放了8个单位的氧气,需要8个单位的二氧化碳,所以当光照强度为d时,细胞要从周围环境吸收8-6=2个单位的二氧化碳.
(3)分析题意可知,上午10时到下午4时之间的6个小时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,因此其重量变化表示的是净光合作用量,则净光合速率=净光合作用量÷6=;
而M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时,此时叶片只进行呼吸作用,因此可以计算的呼吸速率=;
因此总光合速率=净光合速率+呼吸速率=+
=
.
故答案为:
(1)等于 下降
(2)细胞质基质、线粒体 2
(3)
解析
解:(1)图1中A点为光补偿点,即光合速率等于呼吸速率.若光照强度突然由A点变为B点,即光照强度增加,则ATP和[H]产量增加,加速了三碳化合物的还有,所以此时叶肉细胞内C3化合物的含量将下将.
(2)图2中,光照强度为a时,没有氧气的释放,说明只有呼吸作用,所以叶肉细胞中产生ATP的结构是细胞质基质、线粒体.由a点可知呼吸速率是6,而d点释放了8个单位的氧气,需要8个单位的二氧化碳,所以当光照强度为d时,细胞要从周围环境吸收8-6=2个单位的二氧化碳.
(3)分析题意可知,上午10时到下午4时之间的6个小时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,因此其重量变化表示的是净光合作用量,则净光合速率=净光合作用量÷6=;
而M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时,此时叶片只进行呼吸作用,因此可以计算的呼吸速率=;
因此总光合速率=净光合速率+呼吸速率=+
=
.
故答案为:
(1)等于 下降
(2)细胞质基质、线粒体 2
(3)
图一表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线,图二表示将A植物放在不同浓度CO2 环境条件下,A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线:
请分析回答:
(1)图一中的“a”点表示.如果以缺镁的全营养液培养A植物幼苗,则b点的移动方向是______.
(2)在c点时,叶绿体中ADP的移动方向是从向______方向移动.图3与c点相符的是______.
(3)e点与d点相比较,e点时叶肉细胞中C3的含量;(填“高”、“低”或“基本一致”)
(4)当光照强度为g时,比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小,结果应分别为M1M2、N1N2(<,=,>).
正确答案
解:(1)图一中的“a”光照强度为0,不进行光合作用,所以a点表示植物A的呼吸作用速率.由于Mg是合成叶绿素的组成元素,当植物缺Mg时,叶绿素合成减少,光合作用减弱,而呼吸作用强度不变,因此b点右移.
(2)c点时,A植物的光合作用强度最大,ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动,参与暗反应,ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动;与c点符合的是D,光合作用强度大于呼吸作用强度,植物需要从外界吸收二氧化碳.
(3)e点的光照强度大于d点,光反应强度大,合成的ATP、[H]多,因而还原的C3多,所以e点的C3含量低.
(4)当光照强度为g时,比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2为净光合作用,两者相等;而有机物合成速率N1、N2的表示真正的光合作用速率,由于A植物的呼吸作用速率大,所以A植物的真正的光合速率N1大.
故答案为:
(1)植物A的呼吸作用速率 右移
(2)叶绿体基质到囊状结构薄膜 D
(3)低
(4)M1=M2,N1>N2
解析
解:(1)图一中的“a”光照强度为0,不进行光合作用,所以a点表示植物A的呼吸作用速率.由于Mg是合成叶绿素的组成元素,当植物缺Mg时,叶绿素合成减少,光合作用减弱,而呼吸作用强度不变,因此b点右移.
(2)c点时,A植物的光合作用强度最大,ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质方向移动,参与暗反应,ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动;与c点符合的是D,光合作用强度大于呼吸作用强度,植物需要从外界吸收二氧化碳.
(3)e点的光照强度大于d点,光反应强度大,合成的ATP、[H]多,因而还原的C3多,所以e点的C3含量低.
(4)当光照强度为g时,比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2为净光合作用,两者相等;而有机物合成速率N1、N2的表示真正的光合作用速率,由于A植物的呼吸作用速率大,所以A植物的真正的光合速率N1大.
故答案为:
(1)植物A的呼吸作用速率 右移
(2)叶绿体基质到囊状结构薄膜 D
(3)低
(4)M1=M2,N1>N2
某科研小组利用玉米和大豆研究大气CO2浓度升高对植物光合作用的影响,结果如表.
水分利用效率:植物消耗单位重量的水所同化CO2的量,是Pn/Tr的比值.下列分析错误的是( )
正确答案
解析
解:A、表格中看到,二氧化碳浓度升高,植物的净光合速率均有所增加,这是CO2浓度的升高能增强暗反应而促进两种植物的光合作用,A正确;
B、CO2浓度的升高,大豆水分利用效率的提升幅度==1.9,玉米水分利用效率的提升幅度=
=1.7,B正确;
C、水分利用效率是Pn/Tr的比值,表格中数据看出,玉米是主要通过降低Tr而大豆主要通过提高Pn来提高WUE,C正确;
D、干旱时会导致植物气孔关闭,二氧化碳吸收量减少,当二氧化碳浓度降低时,大豆的水分利用效率下降幅度更大,即说明干旱对大豆光合作用的影响大于玉米,D错误.
故选:D.
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