- 细胞的能量供应和利用
- 共13256题
生长旺盛的叶片,剪成5毫米见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理(如图),这四个处理中,沉入底部的叶片最先浮起的是( )
正确答案
解析
解:A、煮沸过的自来水中二氧化碳的量很少,叶片没有进行光合作用的原料,浮起很慢,A错误;
B、在9摄氏度的条件下植物光合作用很弱,叶片浮起很慢,B错误;
C、25摄氏度时,温度适宜,碳酸氢钠提供二氧化碳,在光照条件下,植物进行光合作用,产生氧气,叶片最先浮起,C正确;
D、没有二氧化碳作为光合作用的原料,植物浮起的较慢,D错误.
故选:C.
某转基因作物有很强的光合作用强度.某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题,设计了如下装置.请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题.
(1)碳酸氢钠溶液在植物合成糖类的过程中所起的作用是______,并在实验过程中起到______作用;要使该实验中没有糖类产生,烧杯中液体应改为______.
(2)实验操作1小时后,记录甲装置红墨水滴移动情况:
(3)实验分析:
假设红墨水滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g.那么该植物的呼吸作用速率是______g/小时.白天光照15小时,一昼夜葡萄糖的积累量是______g.(不考虑昼夜温差影响)
正确答案
解:(1)碳酸氢钠溶液能为植物光合作用提供二氧化碳,并在实验过程中起到维持密闭装置中二氧化碳浓度的恒定作用;要使该实验中没有糖类产生,则应除去密闭装置中的二氧化碳,应将烧杯中液体应改为氢氧化钠溶液.
(2)测定植物细胞呼吸时,植物吸收氧气,产生二氧化碳(被NaOH吸收),因此体积减小,液滴左移.测定净光合作用时,植物在光下产生氧气,使容器体积增大,液滴右移.
(3)假设红墨水滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g.那么该植物的呼吸作用速率是(2.5+0.5)÷1=3g/小时.净光合速率=(5.5-0.5)÷1=5g/小时,白天光照15小时,有机物的积累量为5g/小时×15小时=75g,晚上有机物的消耗量为3g/小时×(24-15)小时=27g,所以一昼夜葡萄糖的积累量是48g.
故答案:(1)提供二氧化碳 维持密闭装置中二氧化碳浓度的恒定 氢氧化钠溶液
(2)左 右
(3)3 48
解析
解:(1)碳酸氢钠溶液能为植物光合作用提供二氧化碳,并在实验过程中起到维持密闭装置中二氧化碳浓度的恒定作用;要使该实验中没有糖类产生,则应除去密闭装置中的二氧化碳,应将烧杯中液体应改为氢氧化钠溶液.
(2)测定植物细胞呼吸时,植物吸收氧气,产生二氧化碳(被NaOH吸收),因此体积减小,液滴左移.测定净光合作用时,植物在光下产生氧气,使容器体积增大,液滴右移.
(3)假设红墨水滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g.那么该植物的呼吸作用速率是(2.5+0.5)÷1=3g/小时.净光合速率=(5.5-0.5)÷1=5g/小时,白天光照15小时,有机物的积累量为5g/小时×15小时=75g,晚上有机物的消耗量为3g/小时×(24-15)小时=27g,所以一昼夜葡萄糖的积累量是48g.
故答案:(1)提供二氧化碳 维持密闭装置中二氧化碳浓度的恒定 氢氧化钠溶液
(2)左 右
(3)3 48
将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如下图所示.下列有关说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、图甲中DE段由于气孔关闭,二氧化碳供应减少,因此光合速率有所下降,对应图乙中的e点,A正确;
B、图甲中的F点时由于光照强度较弱,此时光合速率等于呼吸速率,而图乙中的g点光合速率大于呼吸速率,B错误;
C、图乙中的d点时之前开始只进行呼吸作用,出现光合作用之后光合速率小于呼吸速率,因此d点之前植物都是释放二氧化碳,但是d点之后光合作用开始大于呼吸作用,即二氧化碳开始净吸收,因此d点时二氧化碳浓度最高,C正确;
D、图甲中比较A点和G点,G点的二氧化碳浓度低于A点,说明一昼夜二氧化碳净吸收用于合成有机物,因此植物体的有机物含量会增加,D正确.
故选:B.
如图表示某旱生C3植物一昼夜中对CO2吸收和释放的状况,资料来自于夏秋交季的某一晴天.请据图回答问题:
(1)曲线中c点和g点时,植株处于何种生理状态:______.
(2)据图所示,光合作用强度最高的时刻是______点.若测量一昼夜中植物体的干重,则质量最大的时刻是______点.
(3)如果将实验植物改换成挺水植物(如芦苇、水稻),则对其一昼夜CO2吸收和释放状况的测定结果与图13最大的不同之处是______.
(4)该植物接受光照的时刻是b点,但从a点开始CO2的释放量有所减少,这可能是因为凌晨气温较低,使植物的______强度减弱所致.曲线中f-g段CO2的吸收量逐渐减少是因为______,以致光合作用的光反应产生的______逐渐减少,从而影响了暗反应______的强度,进而影响了暗反应对CO2的吸收固定.
(5)若将本实验换成一株C4植物,则其CO2吸收量变化曲线与图所示C3植物相比,e点的相对位置的会______(高/低/不变)
正确答案
解:(1)曲线中c点和g点时,CO2吸收量为0,说明植株进行呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量相等.
(2)据图所示,d点时吸收CO2最多,因此光合作用强度最高的时刻是d点.若测量一昼夜中植物体的干重,则质量最大的时刻是g点,g点之后光合速率小于呼吸速率.
(3)图中13点时,由于光照强、气温高、蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭气孔,导致植物吸收的CO2减少;而挺水植物不会因水分的散失而关闭气孔,所以挺水植物在13时左右CO2吸收量的值最高,光合作用强度最强.
(4)凌晨气温较低,酶的活性较弱,导致细胞呼吸作用强度减弱,CO2的释放量有所减少.曲线中f-g段CO2的吸收量逐渐减少是因为光照强度逐渐减弱,以致光合作用的光反应产生的ATP和NADPH逐渐减少,从而影响了暗反应还原作用的强度,进而影响了暗反应对CO2的吸收固定.
(5)由于C4植物能在较低CO2浓度条件下进行固定CO2并进行光合作用,因此,与比C3植物相比,e点的相对位置的会高.
故答案为
(1)呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量相等
(2)d g
(3)13时左右CO2吸收量的值最高
(4)呼吸作用 光照强度逐渐减弱 ATP和NADPH 还原作用
(5)高
解析
解:(1)曲线中c点和g点时,CO2吸收量为0,说明植株进行呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量相等.
(2)据图所示,d点时吸收CO2最多,因此光合作用强度最高的时刻是d点.若测量一昼夜中植物体的干重,则质量最大的时刻是g点,g点之后光合速率小于呼吸速率.
(3)图中13点时,由于光照强、气温高、蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭气孔,导致植物吸收的CO2减少;而挺水植物不会因水分的散失而关闭气孔,所以挺水植物在13时左右CO2吸收量的值最高,光合作用强度最强.
(4)凌晨气温较低,酶的活性较弱,导致细胞呼吸作用强度减弱,CO2的释放量有所减少.曲线中f-g段CO2的吸收量逐渐减少是因为光照强度逐渐减弱,以致光合作用的光反应产生的ATP和NADPH逐渐减少,从而影响了暗反应还原作用的强度,进而影响了暗反应对CO2的吸收固定.
(5)由于C4植物能在较低CO2浓度条件下进行固定CO2并进行光合作用,因此,与比C3植物相比,e点的相对位置的会高.
故答案为
(1)呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量相等
(2)d g
(3)13时左右CO2吸收量的值最高
(4)呼吸作用 光照强度逐渐减弱 ATP和NADPH 还原作用
(5)高
景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收的CO2先形成苹果酸储存在液泡中(图中甲),当白天气孔关闭时,液泡中的苹果酸经脱羧作用,释放出CO2用于光合作用(图中乙),十字花科植物B的CO2同化过程如图中丙.下列关于植物A和B的代谢过程的叙述,不合理的是( )
正确答案
解析
解:A、根据题意并,白天时植物A的气孔是关闭的,植物利用的是夜间储存在液泡中的二氧化碳,因此白天空气中的二氧化碳浓度不是限制因素,其它因素包括光照强度、温度、含水量均是,A错误;
B、白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用植物A进行光合作用,同时细胞有氧呼吸产生的CO2也能用于光合作用,B正确;
C、由于A细胞的CO2是由细胞内部提供,故与环境中二氧化碳浓度无关,因此细胞内的三碳化合物的含量没有变化,C正确;
D、B细胞吸收的CO2减少,同时C3还被还原成C5和C6H12O6,因此细胞的叶绿体中C3含量减少,D正确.
故选:A
(2015秋•长春校级月考)除CO2浓度外,温度、光照强度等因素都能影响光合作用.某小组用伊乐藻进行光合作用实验:将一枝伊乐藻浸在水族箱中,以光下单位时间该枝条放出的气泡数(O2)作为光合速率.用太阳灯作光源,当太阳灯与水族箱的距离从75cm缩短到45cm时,虽然产生一定量气泡,但数量基本无变化,而光强增加了278%;只有从45cm移到15cm这一短距离时,光合速率才随距离的缩小而增加.
(1)解释实验结果:从75cm缩短到45cm时,光照强度增加,那么,最可能是由于______较低限制了______(光、暗)反应的速率,进而影响了气泡的产生量.从45cm移到15cm,光合速率增加的主要非生物因素是______.
(2)对于上述现象,小组成员分别提出了如下的假设:①距离大于45cm时,光太弱导致植物不能进行光合作用;②伊乐藻在弱光下光合作用较强,强光则抑制光合作用;③伊乐藻利用室内的散射光进行光合作用.
A.你赞同上述的假设______(填数字序号).
B.现有绿色安全灯、白色纱布、伊乐藻、相同水族箱等若干材料用具,请完善实验方法步骤,初步验证你所支持的假设.
a.将状况相同的健康伊乐藻各1枝分别放入3个相同的水族箱,水族箱分别编号为甲、乙、丙.
b.______.
c.控制室内温度相同.
d.______.
支持你所赞同的假设的结果应该是______.
正确答案
解:(1)从75cm缩短到45cm时,光照强度增加,而气泡的产生几乎不变,说明限制光合作用的不是光照强度,而是温度,由于温度低,限制了暗反应的进行,从而限制了气泡的产生速度.从45cm移到15cm,随着光和温度的升高,光合作用增强.
(2)A、根据以上分析该实验假设伊乐藻利用室内的散射光进行光合作用.
B、实验方法步骤:
a.将状况相同的健康伊乐藻各1枝分别放入3个相同的水族箱,水族箱分别编号为甲、乙、丙.
b.将甲放入有绿色安全灯的暗室内;乙、丙置于有自然散射光的室内,乙装置外包裹白色纱布(留下观察窗口).
c.控制室内温度相同.
d.记录各装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数.
假设的结果应该是甲装置不放出气泡;丙装置放出气泡最快.
故答案为:
(1)温度 暗 光和温度
(2)A.③
B.b.将甲放入有绿色安全灯的暗室内;乙、丙置于有自然散射光的室内,乙装置外包裹白色纱布(留下观察窗口)
d.记录各装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数甲装置不放出气泡 丙装置放出气泡最快
解析
解:(1)从75cm缩短到45cm时,光照强度增加,而气泡的产生几乎不变,说明限制光合作用的不是光照强度,而是温度,由于温度低,限制了暗反应的进行,从而限制了气泡的产生速度.从45cm移到15cm,随着光和温度的升高,光合作用增强.
(2)A、根据以上分析该实验假设伊乐藻利用室内的散射光进行光合作用.
B、实验方法步骤:
a.将状况相同的健康伊乐藻各1枝分别放入3个相同的水族箱,水族箱分别编号为甲、乙、丙.
b.将甲放入有绿色安全灯的暗室内;乙、丙置于有自然散射光的室内,乙装置外包裹白色纱布(留下观察窗口).
c.控制室内温度相同.
d.记录各装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数.
假设的结果应该是甲装置不放出气泡;丙装置放出气泡最快.
故答案为:
(1)温度 暗 光和温度
(2)A.③
B.b.将甲放入有绿色安全灯的暗室内;乙、丙置于有自然散射光的室内,乙装置外包裹白色纱布(留下观察窗口)
d.记录各装置单位时间内伊乐藻放出的气泡数甲装置不放出气泡 丙装置放出气泡最快
如图表示某植物光合作用与环境因素之间的关系,下面有关叙述正确是( )
正确答案
解析
解:A、图中曲线表明影响光合作用的环境因素是光照强度和温度,A错误;
B、A点时光照强度为0,此时没有光合作用,只有细胞呼吸,B正确;
C、B点表示光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率,C错误;
D、C点时已经达到光饱和点,此时限制光合作用的主要因素是二氧化碳浓度,D错误.
故选:B.
为探究环境因素对光合作用强度的影响,设计进行下列实验.
实验材料和用具:100mL量筒、50W、100W、200W和400W的台灯、冷开水、NaHCO3、黑藻等.
实验步骤:
①准备4套如图所示装置,编号为l一4.在瓶中各加入约500mL0.0lg/mLNaHCO3溶液后用冷开水充满.
②取4等份长势相同的黑藻分别放人l一4号装置.
③将4套装置放入暗室中,然后分别用50W、100W、200W和400W的台灯等距离地照射1-4号装置,观察气泡的产生情况.
④30min后停止光照,测量光合作用释放的O2体积(mL).
以上实验重复三次,实验结果见上表.分析并回答有关问题:
(1)该实验中的自变量是______.列出实验中的两个控制变量(无关变量):______.
(2)根据装置图,上表中的实验数据是如何读出的?______.
(3)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是______.
(4)对表中数据进行分析并得出结论:______.
(5)若想确定黑藻生长的最适光照强度,请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路:______.
正确答案
解:(1)本实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,所以因变量是光合作用强度,自变量是光照强度,其他都是无关变量,如CO2量(或NaHCO3溶液量及浓度)、温度、pH值、光照时间、黑藻量等.
(2)根据装置图,上表中各组次的实验数据是读量筒中收集到的水的体积得出的.
(3)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气.
(4)对表中数据进行分析并得出结论:在一定范围内随着光照强度的升高,光合作用的强度也随之升高.
(5)若想确定黑藻生长的最适光照强度,在本实验的基础上应缩小光强梯度.在1OOW一400W范围内设置更多组进行实验.
故答案为:
(1)光照强度 CO2量(或NaHCO3溶液量及浓度)、温度、pH值、光照时间、黑藻量等(要求至少答出两项)
(2)读量筒中收集到的水的体积
(3)黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气
(4)在一定范围内随着光照强度的升高,光合作用的强度也随之升高
(5)缩小光强梯度.在1OOW一400W范围内设置更多组进行实验
解析
解:(1)本实验的目的是探究光照强度对光合作用的影响,所以因变量是光合作用强度,自变量是光照强度,其他都是无关变量,如CO2量(或NaHCO3溶液量及浓度)、温度、pH值、光照时间、黑藻量等.
(2)根据装置图,上表中各组次的实验数据是读量筒中收集到的水的体积得出的.
(3)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气.
(4)对表中数据进行分析并得出结论:在一定范围内随着光照强度的升高,光合作用的强度也随之升高.
(5)若想确定黑藻生长的最适光照强度,在本实验的基础上应缩小光强梯度.在1OOW一400W范围内设置更多组进行实验.
故答案为:
(1)光照强度 CO2量(或NaHCO3溶液量及浓度)、温度、pH值、光照时间、黑藻量等(要求至少答出两项)
(2)读量筒中收集到的水的体积
(3)黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气
(4)在一定范围内随着光照强度的升高,光合作用的强度也随之升高
(5)缩小光强梯度.在1OOW一400W范围内设置更多组进行实验
(2015秋•仙游县校级月考)光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素,如图是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线,请指出正确的图解是( )
正确答案
解析
解:棉花叶片的光合作用受光照强度的影响.上午随光照强度增强,光合作用强度增强;中午由于光照过强,植物出现“午休”现象,导致光合作用强度有所减弱;“午休”现象解除后,积累的[H]和ATP使光合作用强度又有所增强;但随着光照强度的减弱,光反应速率下降,导致光合作用强度减弱.所以正确的图解是C选项.
故选:C.
甲图曲线表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化.乙图曲线a表示某种植物在20℃、CO2浓度为0.03%的环境中随着光照强度的变化光合作用强度的变化;在B点时改变某种条件,结果发生了如曲线b的变化.请分析回答:
(1)甲图中A点时叶肉细胞中产生ATP的场所是______.
(2)甲图中植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的区段为______(用字母表示),积累有机物最多的点是______.
(3)乙图在B点时可能改变的条件是______.(至少答两点)
(4)为了研究植物的呼吸作用,某同学设计了如图丙所示的装置,请你和该同学一起探究下列问题.
a.实验开始时,广口瓶用不透光的黑纸包住,其目的是______.
b.经过一段时间后,可以看到细玻璃管中的红墨水______(“左移”、“右移”或“不动”).
c.若利用该装置探究CO2是否为光合作用所必须的原料,需增加一个对照装置,并将广口瓶中的碳酸氢钠溶液换成______.
正确答案
解:(1)(1)甲图曲线表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化,在A点时,植物只进行呼吸作用,因此叶肉细胞中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体.
(2)当曲线下降时,说明光合作用大于呼吸作用;而图中B、D两点为平衡点,即二氧化碳吸收等于释放,表明此时光合速率等于呼吸速率.因此甲图中植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的区段为BD.由于BD段一直存在有机物积累,而D点之后光合速率小于呼吸速率,因此积累有机物最多的点是D点.
(3)图乙中B点表示达到光饱和点,表明此时光照强度不再是限制因素.由于题中植物在20℃、CO2浓度为0.03%的环境中,因此此时适当提高温度和二氧化碳浓度均可提高光合作用效率.
(4)a.实验目的是为了研究植物的呼吸作用,实验开始时,广口瓶用不透光的黑纸包住,防止植物进行光合作用,对实验产生干扰.
b.由于植物呼吸作用吸收氧气,而释放的二氧化碳被缓冲液吸收,因此气体总量处于减少状态,经过一段时间后,可以看到细玻璃管中的红墨水左移.
c.若利用该装置探究CO2是否为光合作用所必须的原料,需增加一个对照装置,并将广口瓶中的碳酸氢钠溶液换成等量的氢氧化钠溶液,因为该溶液能够吸收装置中的二氧化碳.
故答案为:
(1)细胞质基质和线粒体
(2)BD D
(3)温度、CO2浓度(至少答两点)
(4)a.防止植物进行光合作用,对实验产生干扰
b.左移
c.等量的氢氧化钠溶液
解析
解:(1)(1)甲图曲线表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化,在A点时,植物只进行呼吸作用,因此叶肉细胞中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体.
(2)当曲线下降时,说明光合作用大于呼吸作用;而图中B、D两点为平衡点,即二氧化碳吸收等于释放,表明此时光合速率等于呼吸速率.因此甲图中植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度的区段为BD.由于BD段一直存在有机物积累,而D点之后光合速率小于呼吸速率,因此积累有机物最多的点是D点.
(3)图乙中B点表示达到光饱和点,表明此时光照强度不再是限制因素.由于题中植物在20℃、CO2浓度为0.03%的环境中,因此此时适当提高温度和二氧化碳浓度均可提高光合作用效率.
(4)a.实验目的是为了研究植物的呼吸作用,实验开始时,广口瓶用不透光的黑纸包住,防止植物进行光合作用,对实验产生干扰.
b.由于植物呼吸作用吸收氧气,而释放的二氧化碳被缓冲液吸收,因此气体总量处于减少状态,经过一段时间后,可以看到细玻璃管中的红墨水左移.
c.若利用该装置探究CO2是否为光合作用所必须的原料,需增加一个对照装置,并将广口瓶中的碳酸氢钠溶液换成等量的氢氧化钠溶液,因为该溶液能够吸收装置中的二氧化碳.
故答案为:
(1)细胞质基质和线粒体
(2)BD D
(3)温度、CO2浓度(至少答两点)
(4)a.防止植物进行光合作用,对实验产生干扰
b.左移
c.等量的氢氧化钠溶液
下列是四幅关于光合作用和细胞呼吸(以葡萄糖作为底物)的图,有关叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从图乙的曲线可知b点后的限制因素是温度或二氧化碳浓度,故当提高二氧化碳浓度时,b点一般会向右上方移动,A正确;
B、在氧气浓度为a时,有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,即YZ、XY表示无氧呼吸释放的二氧化碳量,当无氧呼吸和有氧呼吸释放相同的二氧化碳时,无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸消耗的葡萄糖多,B错误;
C、据图丙可知,温度为t4时,光合作用强度与呼吸作用强度相等,即净光合作用为0,C错误;
D、胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光;叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收红光和蓝紫光,而e只有一个波峰,说明是类胡萝卜素,D错误.
故选:A.
(九)分析有关植物光合作用和呼吸作用的材料,回答下列问题.
图1表示绿色植物细胞部分结构中的某些代谢过程,图中①-⑦代表各种物质,A、B代表两种细胞器.图2表示该植物叶片CO2吸收量随光照强度的变化曲线.图3表示某草场在不同温度下光合作用中氧气释放量与光强度之间的关系.
(1)图1中B是______.图中代表细胞生命活动可直接利用的一种能源物质的是______.(填编号)
(2)B中的色素主要吸收______光.该绿色植物长时间处于黑暗状态时,则图中①→②→①的循环______(能/不能)进行,原因是______.
(3)当光照强度处于图2中的d时,图1中⑥的去向有______、______.
(4)若图2中,a点所对应得时间为夜间0点,b点所对应的时间是早晨6点,则阴影部分面积所表示的含义是______.
(5)据图3,25℃时呼吸速率是15℃时的______倍,其原因是______.
(6)若光照强度为8klx,光照时间为12小时,白天温度为25℃,夜晚为15℃,则全天该草场积累的葡萄糖为______mg.若其它条件保持不变,夜晚温度降至5℃,则全天积累的葡萄糖为______mg.由上述数据比较可以得出的结论是______.
正确答案
叶绿体
③
红橙光、蓝紫光
不能
没有光反应提供的ATP与[H],暗反应不能进行
线粒体
外界
该植物在0-6点之间CO2的释放总量
2
25℃时呼吸作用的酶的活性比15℃的强
450
506.25
昼夜温差大有利于有机物的积累
解析
(1)由图中吸收光可判定图1中B是叶绿体,光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程.光合作用光反应是一个非常复杂的物质与能量转变过程,它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与,才能将光能转变成电能,进而转变电势能和化学能,由图可知③④是ATP和ADP相互转化的过程,三磷酸腺苷(ATP)是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,水解时释放出能量较多,是生物体内最直接的能量来源 所以③是ATP.
(2)叶绿体中叶绿素a叶绿素b主要吸收蓝紫光和红橙光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光.所以叶绿体主要吸收蓝紫光和红橙光.光合反应的光反应阶段的第一阶段水在光下分解,为暗反应阶段提供还原态氢,光合反应的光反应阶段的第二阶段生成ATP,为暗反应阶段提供能量.没有光反应提供的ATP与[H],暗反应不能进行.
(3)植物不但能进行光合作用吸收二氧化碳释放氧气,还进行呼吸作用消耗氧气释放二氧化碳.当环境中二氧化碳浓度极低时,光合作用进行得很慢,释放出来的氧气还没有呼吸作用消耗的氧气多.随着二氧化碳浓度的升高,光合作用加快,释放的氧气增多.光合作用释放的氧气与呼吸作用消耗的氧气相等时的二氧化碳浓度,就是光合作用的二氧化碳补偿点.超过光补偿点光合作用释放的氧气大于呼吸作用消耗的氧气时所以此时图1中⑥O2的去向有线粒体进行呼吸作用和外界由气孔排出.
(4)该植物在0-6点之间只进行呼吸作用,a点所对应得时间为夜间0点,b点所对应的时间是早晨6点,则阴影部分面积所表示的含义是在0-6点之间CO2的释放总量.
(5)2 温度能影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性.一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强,所以25℃时呼吸作用的酶的活性比15℃的强.
(6)照强度为8klx,光照时间为12小时,白天温度为25℃要的释放速度为50mg/h则释放氧的总量为50×12=600mg,由6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O计算可知积累的有机物为600×180÷192=562.5夜晚为15℃,12小时消耗的氧气为12×10=120mg,C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O则消耗的葡萄糖为120×180÷192=112.5所以全天该草场积累的葡萄糖为562.5-112.5=450mg,若其它条件保持不变,夜晚温度降至5℃则呼吸消耗的氧气为12×5=60,则消耗的葡萄糖,60×180÷192=56.25,所以全天该草场积累的葡萄糖为562.5,56.25=506.25mg. 由上述数据比较可以得出的结论是昼夜温差大有利于有机物的积累.
故答案为:
(1)叶绿体 ③(2)红橙光、蓝紫光 不能 没有光反应提供的ATP与[H],暗反应不能进行
(3)线粒体、外界(4)该植物在0-6点之间CO2的释放总量 (5)2 25℃时呼吸作用的酶的活性比15℃的强(6)450 506.25 昼夜温差大有利于有机物的积累
某科研小组对种植在智能(电脑控制)密闭温室内的某植物进行了相关研究,得出数据见下表.请分析回答下列问题:
(注:光照强度单位:klx,净光合速率单位:CO2 mg/100cm2•h)
(1)从表中看出温度为______℃时,该植物呼吸作用最强.此时叶肉细胞产生CO2的场所是______.
(2)25℃和30℃条件下,光照强度分别为______klx时,该植物的光合速率等于呼吸速率;光照强度为______klx时制造的有机物相等.
(3)在25℃条件下,光照强度小于8klx,光反应提供的______不足,影响有机物的生成;光照强度大于10klx,限制光合作用的自身因素主要是______.
(4)为了提高该植物的产量,在水肥适宜的条件下,智能温室的环境条件应设定为______.
(5)大田中,检测到土壤轻度缺镁,适量追施镁肥一段时间后,植物的光合速率将______.若同时增施农家肥,既可防止土壤板结,又可增加空气中的______浓度,有利于提高农作物的产量.
正确答案
解:(1)分析表格中的信息可知,光照强度为0时,30℃净光合速率负值最大,为4,该值是植物呼吸作用强度;此时叶肉细胞进行有氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质.
(2)植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等时,净光合速率为0,25℃条件下净光合速率为0对应的光照强度是2kLx,30℃条件下净光合速率为0对应的光照强度是4kLx;光照强度为6kLx时,25℃条件下植物实际光合作用强度是2+5=7,25℃条件下植物实际光合作用强度是4+3=7.
(3)分析题图可知,在25℃条件下,光照强度小于8klx时,随着光照强度增加,光合作用强度增大,说明此光照强度范围内限制光合作用的因素是光照强度,由于光反应产生的还原氢和ATP不足影响了暗反应的进行;光照强度大于10klx,光照强度增加,光合作用不再增强,此时限制光合作用的自身因素主要是光合色素的量、酶的活性(数量)、C5的量等.
(4)提高该植物的产量,要提高净光合作用产量,由表格信息可知,同等光照条件下,25℃时净光合作用最大,且光的饱和点是10kLx,因此为了提高该植物的产量,在水肥适宜的条件下,智能温室的环境条件应设定为温度为25℃,光照为10 Klx.
(5)Mg是叶绿素的组成成分,缺Mg会影响叶绿素的合成而影响光合作用,因此如果土壤轻度缺镁,适量追施镁肥一段时间后,植物的光合速率将增强;农家肥被分解者分解,既可以提高无机盐,又可以增加温室内二氧化碳的浓度从而提高光合作用速率,有利于农作物产量的提高.
故答案为:
(1)30℃线粒体
(2)2、4 6
(3)[H]和ATP 光合色素的量、酶的活性(数量)、C5的量等
(4)温度为25℃,光照为10 Klx
(5)增强 CO2
解析
解:(1)分析表格中的信息可知,光照强度为0时,30℃净光合速率负值最大,为4,该值是植物呼吸作用强度;此时叶肉细胞进行有氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质.
(2)植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等时,净光合速率为0,25℃条件下净光合速率为0对应的光照强度是2kLx,30℃条件下净光合速率为0对应的光照强度是4kLx;光照强度为6kLx时,25℃条件下植物实际光合作用强度是2+5=7,25℃条件下植物实际光合作用强度是4+3=7.
(3)分析题图可知,在25℃条件下,光照强度小于8klx时,随着光照强度增加,光合作用强度增大,说明此光照强度范围内限制光合作用的因素是光照强度,由于光反应产生的还原氢和ATP不足影响了暗反应的进行;光照强度大于10klx,光照强度增加,光合作用不再增强,此时限制光合作用的自身因素主要是光合色素的量、酶的活性(数量)、C5的量等.
(4)提高该植物的产量,要提高净光合作用产量,由表格信息可知,同等光照条件下,25℃时净光合作用最大,且光的饱和点是10kLx,因此为了提高该植物的产量,在水肥适宜的条件下,智能温室的环境条件应设定为温度为25℃,光照为10 Klx.
(5)Mg是叶绿素的组成成分,缺Mg会影响叶绿素的合成而影响光合作用,因此如果土壤轻度缺镁,适量追施镁肥一段时间后,植物的光合速率将增强;农家肥被分解者分解,既可以提高无机盐,又可以增加温室内二氧化碳的浓度从而提高光合作用速率,有利于农作物产量的提高.
故答案为:
(1)30℃线粒体
(2)2、4 6
(3)[H]和ATP 光合色素的量、酶的活性(数量)、C5的量等
(4)温度为25℃,光照为10 Klx
(5)增强 CO2
下列有关光合作用的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、植物吸收绿光最少,但只要吸收了就能用于光合作用,故实验室中用绿色灯照明时,绿色植物能进行进行光合作用合成有机物,A错误;
B、叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,故有温室大棚种植蔬菜时,补充蓝紫光有利于提高产量,B正确;
C、叶绿体中的色素吸收可见光进行光合作用,而可见光包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光,故用无色透明的薄膜建成的温室大棚,植物的光合作用高效率高于蓝色薄膜建成的大棚,C正确;
D、一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,D正确.
故选:A.
如图图象不能表达的生物学意义是( )
正确答案
解析
解:A、二氧化碳使光合作用的原料,因此在一定范围内,植物光合速率会随着CO2浓度的升高而升高,但是到达一定浓度会受到其它因素的影响达到饱和点,A正确;
B、光照强度直接影响光合作用的光反应,光反应又为暗反应提供ATP和[H],因此在一定范围内,植物光合速率会随着光照强度的增强而增强,但是会受到二氧化碳浓度等因素的影响达到饱和点,B正确;
C、已经发生质壁分离的细胞放在清水中,细胞会不断吸水,但是由于受到细胞壁的限制,细胞不会无限制吸水,C正确;
D、呼吸作用需要酶的催化,酶的活性受温度的影响,在一定范围内,酶的活性随温度的升高而升高,但是超过一定范围会随温度的升高而降低,D错误.
故选:D.
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