- 细胞的能量供应和利用
- 共13256题
(2015秋•大兴区期末)紫花苜蓿是极具有栽培意义的一种多年生优质饲草,被誉为“牧草之王”.有学者从植物光合生理生态角度出发,研究了低浓度(N-0)、中浓度(N-50)、高浓度(N-100)的氮素添加对陇东苜蓿生物量积累的影响,以探讨其生理机制.结果如表,请回答下列问题.
如表种植当年不同生育期地上部分总生物量对氮素添加的响应
(1)由表结果可知,在分枝期和初花期,______氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显,而该浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出______.
(2)进一步对种植当年叶绿素各组分的含量对氮素添加的响应进行了研究.结果如图.
在初花期和盛花期,中浓度氮素添加提高了______,总体来看氮素添加降低了______.叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中______.
(3)为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响,研究者们进行了盆栽实验:将紫花苜蓿种子______后放在培养皿中,4℃黑暗环境中发芽3~4天.幼苗在______ (A、无氮素营养液;B、全营养液;C、只含氮素的营养液)中生长并接种三次共生固氮菌.实验设两个水分处理和三个氮素添加水平(0mmol/L,5mmol/L,10mmol/L),若每个处理下种植10盆作为重复,每盆定苗8株,共需幼苗______株.
正确答案
解:(1)据表分析,在分枝期和初花期,高浓度(N-100)氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显.该浓度的氮素与低浓度和中等浓度的氮素添加相比,高浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出促进效果(作用)减弱.
(2)据图分析,在初花期和盛花期,中浓度氮素添加提高了叶绿素a 的含量,总体来看氮素添加降低了叶绿素b的含量.叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中光能的吸收、传递和转化(光能的吸收).
(3)为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响,需要将紫花苜蓿种子进行消毒后放在培养皿中,4℃黑暗环境中发芽3~4天.幼苗在无氮素营养液A中生长并接种三次共生固氮菌.根据题意可知实验共分为设两个水分处理和三个氮素添加水平及对照组,共6组,每组10盆,每盆6株,所以共需要480株.
故答案为:
(1)高浓度(N-100)促进效果(作用)减弱
(2)叶绿素a含量 叶绿素b含量 光能的吸收、传递和转化(光能的吸收)
(3)消毒 A 480
解析
解:(1)据表分析,在分枝期和初花期,高浓度(N-100)氮素添加提高地上部分生物量的效果更加明显.该浓度的氮素与低浓度和中等浓度的氮素添加相比,高浓度的氮素添加对盛花期生物量的影响则表现出促进效果(作用)减弱.
(2)据图分析,在初花期和盛花期,中浓度氮素添加提高了叶绿素a 的含量,总体来看氮素添加降低了叶绿素b的含量.叶绿素各组分的含量变化将直接影响光反应中光能的吸收、传递和转化(光能的吸收).
(3)为更精确研究不同水分条件下的氮素添加对紫花苜蓿生长发育的影响,需要将紫花苜蓿种子进行消毒后放在培养皿中,4℃黑暗环境中发芽3~4天.幼苗在无氮素营养液A中生长并接种三次共生固氮菌.根据题意可知实验共分为设两个水分处理和三个氮素添加水平及对照组,共6组,每组10盆,每盆6株,所以共需要480株.
故答案为:
(1)高浓度(N-100)促进效果(作用)减弱
(2)叶绿素a含量 叶绿素b含量 光能的吸收、传递和转化(光能的吸收)
(3)消毒 A 480
图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图.甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请据图回答问题.
(1)根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的______段,其中植株干重最大的是______点.
(2)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为______,以致光反应产生的______和______逐渐减少,从而影响了碳反应的进行,使核酮糖二磷酸数量减少,影响了CO2的固定.该植株处于乙图中C点时,其叶肉细胞的光合速率______(填大于、等于或者小于)呼吸速率,浸在叶肉细胞叶绿体的液态基质中的是一个复杂的______.
(3)乙图曲线中间E点光合作用强度暂时降低,可能是因为______.
正确答案
解:(1)根据甲图中AB段和FG段的C02的释放量保持不变,可推测该植物接受光照的时间是曲线中的BF段.E点时C02的吸收和释放量为0,说明此时光合作用强度与呼吸作用强度相当,而E点之后,呼吸作用强度大于光合作用强度,有机物积累开始减少,所以植株积累有机物最多的是E点.
(2)乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为下午光照强度逐渐减弱,光反应减弱,产生的[H]和ATP减少,影响了暗反应强度,从而使C5化合物数量减少,影响了C02固定.植株处于乙图中C点时,其叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,浸在叶肉细胞叶绿体的液态基质中的是一个复杂的膜系统.
(3)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,是因为光照强,气温高,导致蒸腾作用强,水分散失多,气孔关闭,CO2供应不足.
故答案为:
(1)BF E
(2)光强度逐渐减弱 ATP NADPH 等于 膜系统
(3)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应(核心是气孔关闭,CO2供应减少)
解析
解:(1)根据甲图中AB段和FG段的C02的释放量保持不变,可推测该植物接受光照的时间是曲线中的BF段.E点时C02的吸收和释放量为0,说明此时光合作用强度与呼吸作用强度相当,而E点之后,呼吸作用强度大于光合作用强度,有机物积累开始减少,所以植株积累有机物最多的是E点.
(2)乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为下午光照强度逐渐减弱,光反应减弱,产生的[H]和ATP减少,影响了暗反应强度,从而使C5化合物数量减少,影响了C02固定.植株处于乙图中C点时,其叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,浸在叶肉细胞叶绿体的液态基质中的是一个复杂的膜系统.
(3)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,是因为光照强,气温高,导致蒸腾作用强,水分散失多,气孔关闭,CO2供应不足.
故答案为:
(1)BF E
(2)光强度逐渐减弱 ATP NADPH 等于 膜系统
(3)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应(核心是气孔关闭,CO2供应减少)
细胞代谢是生物进行各项生命活动的基础.图1为某植物细胞内有关代谢示意图,其中A、B、C代表细胞结构,①、②、③、④代表物质.请分析回答下列问题.
(1)图1细胞与根尖分生区细胞结构不同的是具有______.在零上低温时,喜温植物细胞的细胞质流动缓慢或完全停止,造成该现象的原因是______.
(2)物质④的名称是______.将3H标记的水注入图1细胞内,在C结构中,水参与生物化学反应部位及最终产生含有3H的物质依次是______、______.
(3)图1所示细胞可作为下列哪些生物实验的理想材料?______.
A.观察DNA、RNA在细胞中的分布;
B.低温诱导植物染色体数目的变化;
C.制备细胞膜;
D.观察叶绿体;
E.观察线粒体;F.观察细胞的有丝分裂
(4)为探究CO2浓度对光合作用速率的影响,现从生长状况相同的玉米叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片,排除叶片细胞内的气体,平均分成若干份,然后置于不同浓度的NaHCO3溶液(提供CO2)中,给予相同的一定强度光照,测量圆叶片上浮至液面所需时间,其记录结果绘成曲线如图2.从曲线分析,bc段曲线平缓的限制因素是______,而c点以后曲线上行,其原因是______.
正确答案
解:(1)图1细胞能进行光合作用,因此含有叶绿体,也含有液泡,而根尖分生区细胞,不成熟,没有液泡,也没有叶绿体.在零上低温时,低温会影响酶的活性,使呼吸作用降低,导致ATP减少,所以喜温植物细胞的细胞质流动缓慢或完全停止.
(2)由以上分析可知,物质④是丙酮酸.C是线粒体,是有氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所,将3H标记的水注入图I细胞内,水参与有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质,最终产生含有3H的物质是水.
(3)图1所示细胞含有液泡和叶绿体,有颜色,适宜观察叶绿体,但不适于观察线粒体和观察DNA、RNA在细胞中的分布;该细胞是已经高度分化的植物细胞,不能用来做低温诱导植物染色体数目的变化实验和观察细胞的有丝分裂实验.
(4)影响光合速率的环境因素除了CO2浓度,还有光照强度和温度;温度适宜,则bc段曲线平缓的限制因素主要是光照强度,而c点以后曲线上行,其原因是NaHCO3浓度太高导致细胞失水,从而影响细胞代谢.
故答案为:
(1)叶绿体和大液泡 低温影响酶的活性,呼吸作用减弱,供能减少
(2)丙酮酸 线粒体基质 水
(3)D
(4)光照强度 NaHCO3溶液浓度太高导致细胞失水,影响细胞代谢
解析
解:(1)图1细胞能进行光合作用,因此含有叶绿体,也含有液泡,而根尖分生区细胞,不成熟,没有液泡,也没有叶绿体.在零上低温时,低温会影响酶的活性,使呼吸作用降低,导致ATP减少,所以喜温植物细胞的细胞质流动缓慢或完全停止.
(2)由以上分析可知,物质④是丙酮酸.C是线粒体,是有氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所,将3H标记的水注入图I细胞内,水参与有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质,最终产生含有3H的物质是水.
(3)图1所示细胞含有液泡和叶绿体,有颜色,适宜观察叶绿体,但不适于观察线粒体和观察DNA、RNA在细胞中的分布;该细胞是已经高度分化的植物细胞,不能用来做低温诱导植物染色体数目的变化实验和观察细胞的有丝分裂实验.
(4)影响光合速率的环境因素除了CO2浓度,还有光照强度和温度;温度适宜,则bc段曲线平缓的限制因素主要是光照强度,而c点以后曲线上行,其原因是NaHCO3浓度太高导致细胞失水,从而影响细胞代谢.
故答案为:
(1)叶绿体和大液泡 低温影响酶的活性,呼吸作用减弱,供能减少
(2)丙酮酸 线粒体基质 水
(3)D
(4)光照强度 NaHCO3溶液浓度太高导致细胞失水,影响细胞代谢
绿色植物光合作用的影响因素是多方面的,其外界因素有光照强度、CO2的含量,温度等;其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等.请根据图影响光合作用的因素分析:
(1)如果横坐标代表光照强度,其影响光合速率主要是影响光合作用的______阶段,此时内部限制性因素最可能是______.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______.
(2)如果横坐标代表温度,温度主要通过影响______来影响光合速率.
(3)如果横坐标代表CO2的含量,其影响光合作用主要是影响______的产生,此时内部限制性因素最可能是______.
(4)将一株植物置于密闭的容器中,用红外线测量仪,测量时间均为1小时.测定时的条件和结果如表(数据均在标准状况下测得,单位:ml)
①在15℃条件下,这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖,则积累葡萄糖______.②如果光照时的温度为25℃,光照时间10小时,黑暗下温度为15℃,则一昼夜积累葡萄糖______.
正确答案
解:(1)影响光反应的内部因素是色素的数量,阳生植物比阴生植物的光合作用强度大.
(2)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.
(3)CO2的含量通过影响CO2固定,三碳化合物的产生来影响光合作用,此时内部限制性因素最可能是五碳化合物的含量.
(4)①在15℃条件下,表格中CO2减少量为22.4ml,即为1mmol,该值表示植物净光合作用量,因此如果这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖,根据光合作用反应式,积累葡萄糖=1mmol÷6=mmol,质量=
mmol×180g/mol=30mg.
②如果光照时的温度为25℃,光照时间10小时,则此段时间净光合作用量=56.0÷22.4×10=25 mmol;黑暗下温度为15℃,则呼吸作用量=11.2÷22.4×14=7 mmol,则一昼夜积累葡萄糖=(25-7)÷6×180=540mg.
故答案为:
(1)光反应 色素的数量 a
(2)酶的活性
(3)三碳化合物 五碳化合物的含量
(4)30mg 540mg
解析
解:(1)影响光反应的内部因素是色素的数量,阳生植物比阴生植物的光合作用强度大.
(2)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.
(3)CO2的含量通过影响CO2固定,三碳化合物的产生来影响光合作用,此时内部限制性因素最可能是五碳化合物的含量.
(4)①在15℃条件下,表格中CO2减少量为22.4ml,即为1mmol,该值表示植物净光合作用量,因此如果这株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖,根据光合作用反应式,积累葡萄糖=1mmol÷6=mmol,质量=
mmol×180g/mol=30mg.
②如果光照时的温度为25℃,光照时间10小时,则此段时间净光合作用量=56.0÷22.4×10=25 mmol;黑暗下温度为15℃,则呼吸作用量=11.2÷22.4×14=7 mmol,则一昼夜积累葡萄糖=(25-7)÷6×180=540mg.
故答案为:
(1)光反应 色素的数量 a
(2)酶的活性
(3)三碳化合物 五碳化合物的含量
(4)30mg 540mg
如图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、花生属于喜阴植物,在夏季中午由于光照过强,会导致花生的气孔关闭,导致CO2供应减少,从而抑制了光合作用的暗反应,故A正确;
B、净光合速率为光合作用的积累量,图中可以看出,在8:00~17:00之间,玉米的净光合速率始终大于花生的,故B正确;
C、图中在17:00时,玉米和花生的净光合速率的曲线相交,说明玉米和花生的单位叶面积吸收CO2速率相同,故C正确;
D、在18:30时,玉米的净光合速率为0,此时光合速率等于呼吸速率,因此仍然在进行光合作用合成有机物,故D错误.
故选D.
利用西红柿进行光合作用的研究.一组为探究西红柿生长的最佳光照强度,取若干生长状况相同的西红柿植株,平均分为7组,分别放在密闭的玻璃容器中.实验开始时测定CO2的浓度,12小时后再次测定CO2的浓度,实验结果如下表;另一组将西红柿放置于密闭的容器中,用红外测量仪进行测量,测量时间均为1小时,测定的条件和结果如图所示(数据均在标准状况下测得),据表和图回答:
(1)表中实验的自变量是______,实验中第1组在12小时后CO2浓度变化的原因是______.
(2)若将第7组植株突然移至第4组的条件下,短时间内光合细胞中的ATP含量会______,C5化合物的含量会______.
(3)该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度,请你提出进一步探究的实验:______.
(4)图T0--T1表示在适宜条件下生长的番茄幼苗叶绿体中某两种化合物([H]、ADP、C3或C5),T1--T3表示改变某一条件后两种化合物含量的变化,若T1时刻突然降低光照强度,则物质A、B又分别指的是______、______.
正确答案
解:(1)由表格中提供的信息可以看出,该实验的自变量为光照强度,二氧化碳浓度的变化为因变量.实验中第1组没有给予光照,在此环境中,植物只能进行呼吸作用,产生的二氧化碳会导致CO2浓度升高.
(2)若将第7组植株突然移至第4组的条件下,光照减弱,光反应受到影响,光反应产物ATP和NADPH减少,进而影响暗反应过程中三碳化合物的还原,导致五碳化合物减少.
(3)欲确定西红柿生长的最佳光照强度,可增加若干实验组,将光照强度的数据差缩小,依次增加光照强度,12小时后再次测定CO2浓度.
(4)突然降低CO2浓度,则CO2与C5固定速率下降,与C5消耗下降而积累,另一方面C3还原继续生成C5,故C5含量突然上升;生成的C3下降,与[H]、ATP的还原下降,故一段时间后[H]、ATP积累,另一方面,光反应继续生成[H]、ATP,故[H]、ATP含量突然上升,故T1时刻突然降低CO2浓度则物质A、B分别指C5和[H].若T1时刻突然降低光照强度,则光反应生成的[H]、ATP下降,ADP消耗下降而含量上升,故A表示ADP;光反应生成的[H]、ATP下降,C3和[H]、ATP的还原下降,C3消耗少而积累,另一方面,CO2继续和C5固定生成C3,故一段时间后C3含量上升,故B为C3.
故答案为:
(1)光照强度 细胞呼吸产生了二氧化碳
(2)下降 下降
(3)增加若干实验组,依次增加光照强度
(4)ADP C3
解析
解:(1)由表格中提供的信息可以看出,该实验的自变量为光照强度,二氧化碳浓度的变化为因变量.实验中第1组没有给予光照,在此环境中,植物只能进行呼吸作用,产生的二氧化碳会导致CO2浓度升高.
(2)若将第7组植株突然移至第4组的条件下,光照减弱,光反应受到影响,光反应产物ATP和NADPH减少,进而影响暗反应过程中三碳化合物的还原,导致五碳化合物减少.
(3)欲确定西红柿生长的最佳光照强度,可增加若干实验组,将光照强度的数据差缩小,依次增加光照强度,12小时后再次测定CO2浓度.
(4)突然降低CO2浓度,则CO2与C5固定速率下降,与C5消耗下降而积累,另一方面C3还原继续生成C5,故C5含量突然上升;生成的C3下降,与[H]、ATP的还原下降,故一段时间后[H]、ATP积累,另一方面,光反应继续生成[H]、ATP,故[H]、ATP含量突然上升,故T1时刻突然降低CO2浓度则物质A、B分别指C5和[H].若T1时刻突然降低光照强度,则光反应生成的[H]、ATP下降,ADP消耗下降而含量上升,故A表示ADP;光反应生成的[H]、ATP下降,C3和[H]、ATP的还原下降,C3消耗少而积累,另一方面,CO2继续和C5固定生成C3,故一段时间后C3含量上升,故B为C3.
故答案为:
(1)光照强度 细胞呼吸产生了二氧化碳
(2)下降 下降
(3)增加若干实验组,依次增加光照强度
(4)ADP C3
今年我国南方地区遭遇大旱,随着干旱时间持续,作物叶片开始发黄,光合速率下降,植株生长缓慢.某研究性学习小组采用盆栽试管苗的实验,探究土壤干旱对叶片光合速率的影响原因.实验开始时土壤水分充足,然后A组停止浇水,B组土壤水分条件保持适宜,实验结果如下表所示.
(1)上述实验中属于对照组的是______(A/B).如果你是该小组成员,你认为可以用于测量叶片光合速率的指标是______.叶绿素主要吸收的光谱为______.
(2)根据实验测得的数据,请在图甲中绘制出叶片叶绿素含量的变化曲线.
______
(3)根据你所绘的曲线图,分析植物光合速率下降的原因有:
①______;
②______.
(4)光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响.某植物正处于结果期,如乙图①.若只留一张叶片,其他叶片全部摘除,如乙图②,则留下叶片的光合速率,原因是______.
正确答案
解:(1)根据表格数据分析已知A植物A植物处于干旱条件,B植物为对照组实验条件.测量叶片光合速率的指标可以是氧气释放量(或二氧化碳吸收量).叶绿体色素中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光.
(2)根据表格数据,以时间为横坐标、叶绿素含量为纵坐标,取点连线,作图:
(3)根据曲线图分析,植物光合速率下降的原因有:①干旱初期,气孔关闭导致二氧化碳供应不足;②干旱后期,叶片中的叶绿素含量下降.
(4)结果期的植物对营养的需要量大,枝条上仅一片叶时,总光合产物减少,会迅速输出,故光合速率增加.
故答案为:
(1)B 氧气释放量(或二氧化碳吸收量)红橙光和蓝紫光
(2)
(3)①干旱初期,气孔关闭导致二氧化碳供应不足.
②干旱后期,叶片中的叶绿素含量下降.
(4)增加 结果期的植物对营养的需要量大,枝条上仅一片叶时,总光合产物减少,会迅速输出,故光合速率增加
解析
解:(1)根据表格数据分析已知A植物A植物处于干旱条件,B植物为对照组实验条件.测量叶片光合速率的指标可以是氧气释放量(或二氧化碳吸收量).叶绿体色素中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光.
(2)根据表格数据,以时间为横坐标、叶绿素含量为纵坐标,取点连线,作图:
(3)根据曲线图分析,植物光合速率下降的原因有:①干旱初期,气孔关闭导致二氧化碳供应不足;②干旱后期,叶片中的叶绿素含量下降.
(4)结果期的植物对营养的需要量大,枝条上仅一片叶时,总光合产物减少,会迅速输出,故光合速率增加.
故答案为:
(1)B 氧气释放量(或二氧化碳吸收量)红橙光和蓝紫光
(2)
(3)①干旱初期,气孔关闭导致二氧化碳供应不足.
②干旱后期,叶片中的叶绿素含量下降.
(4)增加 结果期的植物对营养的需要量大,枝条上仅一片叶时,总光合产物减少,会迅速输出,故光合速率增加
在如图曲线图中,有M.N、O、P、Q五个点,对它们的含义的叙述正确的是( )
①M点时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,且光合作用强度弱于呼吸作用强度;
②N点时,植物体只进行呼吸作用;O点时,植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度;
③Q点时,光照强度不再是影响光合速率的主要因素;
④P点前,影响光合速率的主要因素是光照强度.
正确答案
解析
解:①M点时,光照强度为0,植物叶肉细胞进行呼吸作用,合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体,①错误;
②N点净光合速率为0,说明光合作用强度和呼吸强度相等,由于不清楚O点具体位置,故无法判断,②错误;
③Q点光照强度时,明显看出高CO2浓度下光合速率提高,因此适当使用二氧化碳发生器可以提高作物产量,光照强度不再是影响光合速率的主要因素,③正确;
④P点前,影响光合速率的主要因素是光照强度,④正确.
故选:C.
如图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系,S1、S2、S3表示所在区域的面积,代表有机物的量,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,A不符合题意;
B、S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,B不符合题意;
C、S2表示玉米在光照强度为BD间的光合作用有机物的净积累量,C不符合题意;
D、S2-S1表示光合作用制造的有机物的净积累量,因为S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,净积累量=光合作用-呼吸作用=(S2+S3)-(S1+S3)=S2-S1.D符合题意.
故选:D
为了研究盐胁迫对三角梅的光合特性的影响,某科研小组进行了相关实验,根据实验结果绘制成的曲线图如图1~3所示.请回答下列问题:
(1)该实验的自变量是______.每组选取的三角梅叶片应______.
(2)在一定范围内,随着盐浓度的增大,.因变量的变化趋势分别为______.
(3)测试过程中,CO2吸收量小于光合作用过程中CO2的固定量,原因包括有氧呼吸过程中产生的CO2可用于光合作用,假设有氧呼吸消耗的糖为葡萄糖,请写出有氧呼吸产生CO2阶段的化学方程式:______(要标出场所).
(4)从图______中可知,当盐浓度超过______时,三角梅叶片的净光合速率将会下降.
正确答案
解:(1)分析图中曲线,实验的自变量是NaCl浓度,为了控制实验的自变量,需要选择在生理状态、大小和数量等方面相同且适宜的三角梅叶片.
(2)分析图中曲线图,在一定范围内,随着盐浓度的增大,CO2吸收量和叶绿素含量都先上升后下降,而胞间CO2浓度则不断上升.
(3)有氧呼吸包括三个阶段,其中第二阶段产生二氧化碳,发生的反应是丙酮酸在酶的催化下,在线粒体基质中与水反应分解为二氧化碳和[H],并且释放能量.
(4)从曲线图1可以看出,当盐浓度超过50mmol/L时,三角梅叶片的净光合速率将会下降.
故答案为:
(1)NaCl浓度 在生理状态、大小和数量等方面相同且适宜
(2)CO2吸收量和叶绿素含量都先上升后下降,而胞间CO2浓度则不断上升
(3)2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量
(4)1 50 mmol/L
解析
解:(1)分析图中曲线,实验的自变量是NaCl浓度,为了控制实验的自变量,需要选择在生理状态、大小和数量等方面相同且适宜的三角梅叶片.
(2)分析图中曲线图,在一定范围内,随着盐浓度的增大,CO2吸收量和叶绿素含量都先上升后下降,而胞间CO2浓度则不断上升.
(3)有氧呼吸包括三个阶段,其中第二阶段产生二氧化碳,发生的反应是丙酮酸在酶的催化下,在线粒体基质中与水反应分解为二氧化碳和[H],并且释放能量.
(4)从曲线图1可以看出,当盐浓度超过50mmol/L时,三角梅叶片的净光合速率将会下降.
故答案为:
(1)NaCl浓度 在生理状态、大小和数量等方面相同且适宜
(2)CO2吸收量和叶绿素含量都先上升后下降,而胞间CO2浓度则不断上升
(3)2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量
(4)1 50 mmol/L
叶面积指数是指单位面积上所有叶的面积之和,如图是叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系.下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、光合作用和呼吸作用强度相交于A点,体现了两者的强度相等,植物的有机物净积累值为零,A正确;
B、农作物积累量是光合作用强度于呼吸作用强度之差,曲线围成的部分代表有机物的积累量,B正确;
C、叶面积指数大约为5时,光合作用强度与呼吸作用强度之差最大,即对农作物增产最有利,也说明了合理密植的重要性,C正确;
D、图中农作物积累量是光合作用强度与呼吸作用强度之差,叶面积指数在7-9时,光合强度大于呼吸强度,有有机物的积累,只是积累量较之前少,超过9时,农作物减产,D错误.
故选:D.
为了研究大豆光合速率的日变化,研究人员设计了如甲图所示的装置,在自然环境中,测得夏季某晴天一昼夜小室内O2的变化,如乙图所示.请回答以下问题:
(1)影响甲图小室内O2变化的环境因素主要是______.
(2)科学家通过实验证明了绿色植物释放的O2来自______(物质)的分解,这种物质的分解发生在光合作用的______阶段;如果突然停止光照,甲图中的红色液滴向______移动.
(3)如果甲图中的完全培养液中缺镁,会影响大豆幼苗的光合作用,原因是______.
(4)据乙图判断:b点时大豆幼苗的光合作用强度______细胞呼吸强度(大于、等于、小于),a点时叶肉细胞生成ATP的场所有______.
(5)当幼苗处于乙图10时,其叶肉细胞会生成O2并发生转移,请用箭头(→)在丙图中表示出来.
正确答案
解:(1)小室中植物进行呼吸作用,也进行光合作用,由于小室中放置了CO2缓冲液,该溶液可以维持装置内二氧化碳浓度的相对稳定,因此影响甲图小室内O2变化的环境因素主要是光照和温度.
(2)科学家通过实验证明了绿色植物释放的O2来自水的分解,这种物质的分解发生在光合作用的光反应阶段;如果突然停止光照,甲图装置中植株只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,会使装置中气体总量减少,因此甲图中的红色液滴向左移动.
(3)镁是叶绿素的组成元素,缺镁植物不能合成叶绿素,会导致植物光合速率减慢.
(4)乙图中b点时小室内氧气维持平衡,表示此时光合速率等于呼吸速率;a点为夜里凌晨0点,此时叶肉细胞只进行呼吸作用,因此生成ATP的场所有细胞质基质和线粒体.
(5)当幼苗处于乙图10时,植物的光合速率达到峰值,此时叶肉细胞通过光合作用产生的氧气一部分给线粒体呼吸作用利用,大部分会释放到细胞外.
故答案为:
(1)光照和温度
(2)H2O 光反应 左
(3)镁是叶绿素的组成元素(缺镁植物不能合成叶绿素)
(4)等于 细胞质基质和线粒体
(5)如图所示
解析
解:(1)小室中植物进行呼吸作用,也进行光合作用,由于小室中放置了CO2缓冲液,该溶液可以维持装置内二氧化碳浓度的相对稳定,因此影响甲图小室内O2变化的环境因素主要是光照和温度.
(2)科学家通过实验证明了绿色植物释放的O2来自水的分解,这种物质的分解发生在光合作用的光反应阶段;如果突然停止光照,甲图装置中植株只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,会使装置中气体总量减少,因此甲图中的红色液滴向左移动.
(3)镁是叶绿素的组成元素,缺镁植物不能合成叶绿素,会导致植物光合速率减慢.
(4)乙图中b点时小室内氧气维持平衡,表示此时光合速率等于呼吸速率;a点为夜里凌晨0点,此时叶肉细胞只进行呼吸作用,因此生成ATP的场所有细胞质基质和线粒体.
(5)当幼苗处于乙图10时,植物的光合速率达到峰值,此时叶肉细胞通过光合作用产生的氧气一部分给线粒体呼吸作用利用,大部分会释放到细胞外.
故答案为:
(1)光照和温度
(2)H2O 光反应 左
(3)镁是叶绿素的组成元素(缺镁植物不能合成叶绿素)
(4)等于 细胞质基质和线粒体
(5)如图所示
以下是关于豌豆(2n=20)的相关研究.
(1)豌豆基因组计划应测其体细胞中______条染色体上的碱基序列.
(2)栽培过程中要杀灭害虫、除草,从能量流动的角度看,目的是______.
(3)早春豌豆栽培时,农民常在田地上铺一层黑色塑料薄膜,再在薄膜上打一小孔播种豌豆.这样做的好处有:①有效防止杂草;②提高豌豆根系周围温度,增强______,从而促进根系对土壤无机盐的吸收.
(4)为探究影响其光合作用强度的因素,将同一品种豌豆苗置于25℃条件下培养,实验结果如图1所示.请据图回答下列有关问题.
①与D点相比,B、C点条件下限制豌豆CO2吸收量的因素分别是______、______.
②图示实验结果表明,土壤含水量在______(范围)的条件下施肥效果明显
(5)人工气候室使人们能在可控条件下研究环境因素对植物生长的影响.图2为控制温度不变的情况下,一天中密封透光玻璃罩中CO2浓度的变化情况.
①植物光合作用最强的区段是______.
②光合作用等于呼吸作用的点是______.
正确答案
解:(1)玉米是雌雄同株的植物,所以其基因组计划应测其体细胞中10条染色体上的碱基序列.
(2)研究能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用.所以杀灭害虫、除草的目的是调整生态系统的能量流动,使能量流向对人类最有益的方向.
(3)根系对土壤无机盐的主动吸收方式是主动运输,需要消耗能量;而根系周围温度影响酶的活性,所以提高温度,能增强酶的活性,从而增强呼吸作用.
(4)根据题意和图示分析可知:①B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度,C点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是土壤含水量.②土壤含水量在20%--40%时,施肥与未施肥没有区别,而土壤含水量在40%--60%时,施肥效果明显.
(5)①分析曲线可知,曲线上升时,表示呼吸作用强度大于光合作用;曲线下降时,表明光合作用大于呼吸作用.图中EF段下降的幅度最大,说明此阶段植物光合作用最强.
②曲线中D点和H点,此两点二氧化碳吸收和释放刚好达到平衡点,即光合作用强度等于呼吸作用强度.
故答案为:
(1)10
(2)调整生态系统的能量流动,使能量流向对人类最有益的方向
(3)②呼吸作用
(4)①光照强度 土壤含水量 ②40%--60%
(5)①EF ②D、H
解析
解:(1)玉米是雌雄同株的植物,所以其基因组计划应测其体细胞中10条染色体上的碱基序列.
(2)研究能量流动可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用.所以杀灭害虫、除草的目的是调整生态系统的能量流动,使能量流向对人类最有益的方向.
(3)根系对土壤无机盐的主动吸收方式是主动运输,需要消耗能量;而根系周围温度影响酶的活性,所以提高温度,能增强酶的活性,从而增强呼吸作用.
(4)根据题意和图示分析可知:①B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是光照强度,C点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是土壤含水量.②土壤含水量在20%--40%时,施肥与未施肥没有区别,而土壤含水量在40%--60%时,施肥效果明显.
(5)①分析曲线可知,曲线上升时,表示呼吸作用强度大于光合作用;曲线下降时,表明光合作用大于呼吸作用.图中EF段下降的幅度最大,说明此阶段植物光合作用最强.
②曲线中D点和H点,此两点二氧化碳吸收和释放刚好达到平衡点,即光合作用强度等于呼吸作用强度.
故答案为:
(1)10
(2)调整生态系统的能量流动,使能量流向对人类最有益的方向
(3)②呼吸作用
(4)①光照强度 土壤含水量 ②40%--60%
(5)①EF ②D、H
提高农作物的光合作用速率是提高农作物产量的重要途径之一,影响光合作用速率的因素有很多种.
(1)下面表示的是在4种实验条件下测定不同光照强度对光合作用速率的影响,实验条件如左下表所示(题中未涉及的均为光合作用的最适条件),实验结果如图所示.请据图、表回答下列问题:
通过对实验结果的对照分析可知,当光照强度为a时,实验2中对光合作用速率的主要限制因素是______,实验4中对光合作用速率的主要限制因 素是______.在P点,植物光合作用速率的主要限制因素是______.
(2)绿色植物在进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素.例如N元素在光合作用中的主要作用包括______(答出两项即可).
正确答案
解:(1)分析曲线可知,当光照强度为a时,对比1和2是实验条件是二氧化碳浓度相同,温度不同,温度升高,光合强度升高,所以实验2中对光合作用速率的主要限制因素是温度;对比1和4,温度相同,二氧化碳浓度不同,4二氧化碳浓度低,光合强度若,所以实验4中对光合作用速率的主要限制因 素是CO2浓度;P点光照强度为0,此点植物光合作用速的主要限制因素是光照强度.
(2)绿色植物在进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素,N元素在光合作用中的主要作用包括光合作用过程中各种酶、NADP+、ATP的重要组成成分、叶绿体中类囊体膜的成分或叶绿体膜的成分等.
故答案应为:
(1)温度 CO2浓度 光照强度
(2)光合作用过程中各种酶、NADP+、ATP的重要组成成分、叶绿体中类囊体膜的成分或叶绿体膜的成分
解析
解:(1)分析曲线可知,当光照强度为a时,对比1和2是实验条件是二氧化碳浓度相同,温度不同,温度升高,光合强度升高,所以实验2中对光合作用速率的主要限制因素是温度;对比1和4,温度相同,二氧化碳浓度不同,4二氧化碳浓度低,光合强度若,所以实验4中对光合作用速率的主要限制因 素是CO2浓度;P点光照强度为0,此点植物光合作用速的主要限制因素是光照强度.
(2)绿色植物在进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素,N元素在光合作用中的主要作用包括光合作用过程中各种酶、NADP+、ATP的重要组成成分、叶绿体中类囊体膜的成分或叶绿体膜的成分等.
故答案应为:
(1)温度 CO2浓度 光照强度
(2)光合作用过程中各种酶、NADP+、ATP的重要组成成分、叶绿体中类囊体膜的成分或叶绿体膜的成分
图1曲线表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系,图2是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图.试回答:
(1)图1曲线中,当光照强度为W点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有______.
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,图1曲线中X点将 向______移动,Y点将向______ 移动.
(3)①据研究发现,当土壤干旱时,植物根细胞会迅速合成某种化学物质X.有人推测根部合成的X运输到叶片,能调节气孔的开闭.他们做了如下实验:从该植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶,分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中,以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系.一段时间后,可以测得有关数据.
以上方案有两处不完善的地方,请指出来并加以改正.
a.______.
b.______.
②方案完善后,测得有关数据,得到下表的结果.(注:气孔导度越大,气孔开启程度越大.)
由此可以推测,随着培养液中X浓度的增大,植物光合作用强度______,原因是
______.
正确答案
细胞质基质、线粒体和叶绿体
下
左
样本量太小.应“取大小和生理状态一致的叶片若干,平均分为三组”
缺乏空白对照.应增加1组,将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中
降低
随着培养液中X浓度的增大,气孔关闭程度逐渐增大,CO2吸收减少
解析
解:(1)在图1中,当光照强度为X点时,叶肉细胞中产生ATP的生理过程有光合作用和有氧呼吸,发生场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体.
(2)由于光合作用和细胞呼吸酶的最适温度不同,当温度30℃降到25℃时,细胞呼吸强度降低,X点下移.Y点表示光合作用强度=细胞呼吸强度,在25℃时细胞呼吸作用强度降低,在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然于细胞呼吸强度相等,需降低光照强度以使光合作用强度减弱,即Y点左移.
(3)①a、实验中用了大小和生理状态一致的4叶片,每组只有1片叶,数量较少,具有较大的偶然性不够科学,因此应取大小和生理状态一致的叶片若干,平均分成四组进行实验.
b、实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则,无关变量应该相同且适宜.本实验缺乏空白对照.应增加1组,将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中.
②由表格中数值可得知,随着培养液中X浓度的增大,气孔导度越小.而气孔导管越小,气孔开启程度越小,CO2吸收越少,植物光合作用强度越小.
故答案为:
(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体
(2)下 左
(3)①a.样本量太小.应“取大小和生理状态一致的叶片若干,平均分为三组”
b.缺乏空白对照.应增加1组,将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中
②降低 随着培养液中X浓度的增大,气孔关闭程度逐渐增大,CO2吸收减少
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