- 细胞的能量供应和利用
- 共13256题
图甲是探究光对黑藻光合作用影响的实验装置,光源位置固定,且光照时间一定,反应室的溶液中含有适量‘NaHCO3.图乙为黑藻叶绿体中的某生理过程.请回答:
(1)本实验中黑藻的光合速率可用单位时间的______表示.
(2)若变换图甲中的光源,可改变光的______或______.
(3)图乙所示的生理过程为______循环,该循环从一个______开始,每形成1分子三碳糖磷酸需经过______轮该循环.三碳糖磷酸大部分运至叶绿体外转变成______,供植物细胞利用.
正确答案
解:(1)据图分析,该实验的因变量光合速率可以用单位时间内氧气的释放量表示.
(2)该实验的自变量是光照强度或光质,变换图甲中的光源,可改变光的光强或波长.
(3)图乙表示卡尔文循环过程,该循环从一个RuBP于一个二氧化碳结合开始,每形成1分子三碳糖磷酸需经过3次循环.三碳糖磷酸大部分运至叶绿体外转变成蔗糖,供植物细胞利用.
故答案为:
(1)氧气释放量
(2)强度 波长
(3)卡尔文 RuBP 3 蔗糖
解析
解:(1)据图分析,该实验的因变量光合速率可以用单位时间内氧气的释放量表示.
(2)该实验的自变量是光照强度或光质,变换图甲中的光源,可改变光的光强或波长.
(3)图乙表示卡尔文循环过程,该循环从一个RuBP于一个二氧化碳结合开始,每形成1分子三碳糖磷酸需经过3次循环.三碳糖磷酸大部分运至叶绿体外转变成蔗糖,供植物细胞利用.
故答案为:
(1)氧气释放量
(2)强度 波长
(3)卡尔文 RuBP 3 蔗糖
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.下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果,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.C→F段,叶绿体内C3的含量将______,一昼夜内植株是否显示生长现象?并说明理由______;乙图给我们的启示是,在密闭大棚种植作物时要注意______.
(3)将对称叶片左侧遮光右侧曝光(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所代表的是______.
(4)装置丁(如图)可用来探究光照强度对光合作用强度的影响.根据该图的材料及设置,可以确定该实验的因变量应该是______,无关变量有______(写出两种).
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)图乙中,CF段,光照强度逐渐减弱,光反应逐渐减弱,产生的ATP和[H]减少,暗反应积累的C3逐渐增多.比较图中的A点和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)该实验的自变量是光照强度或灯泡距烧杯的距离,因变量应该是反映光合作用强度的指标是叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量,而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量.
故答案为:
(1)光照、CO2浓度 合理密植
(2)逐渐升高 生长.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)12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
(4)单位时间上浮叶片的数量 温度、清水的量、CO2的含量等
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)图乙中,CF段,光照强度逐渐减弱,光反应逐渐减弱,产生的ATP和[H]减少,暗反应积累的C3逐渐增多.比较图中的A点和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)该实验的自变量是光照强度或灯泡距烧杯的距离,因变量应该是反映光合作用强度的指标是叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量,而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量.
故答案为:
(1)光照、CO2浓度 合理密植
(2)逐渐升高 生长.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)12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量
(4)单位时间上浮叶片的数量 温度、清水的量、CO2的含量等
如图表示A、B两种植物随着光照强度的变化,CO2吸收量或CO2释放量的变化曲线图.据图回答:
(1)比较A、B植物,呼吸作用较强的是______植物.该植物有氧呼吸的反应式为______.
(2)当光照强度达到Z点之前,限制A植物光合作用的因素是______.如果在图中M点突然停止光照,短期内叶绿体中C3化合物的含量将会______.
(3)当平均光照强度在X和Y之间(白天和黑夜的时间各为12h),A植物一昼夜中有机物积累量的变化是______(填“增加”或“减少”).
(4)在光照强度为Z时,A植物光合作用固定CO2为______mg/(m2•h).
(5)B植物是一种观赏性植物,B植物的种苗可利用植物细胞______,通过植物组织培养技术大规模生产,此过程中细胞分化的根本原因是______.
正确答案
解:(1)由以上分析可知:A植物的呼吸速率为2mg/(m2•h),B植物的呼吸速率为1mg/(m2•h),可见A的呼吸作用较强.
(2)A植物在光照强度没有达到Z点之前,随光照强度增强,光合速率逐渐增强,可见Z点之前的影响因素主要是光照强度;M点突然停止光照,则光反应停止,ATP、[H]的供给减少,影响暗反应中C3的还原,导致C3增多.
(3)当平均光照强度在X与Y之间时,A植物一昼夜中有机物减少,因为白天积累量满足不了夜间的消耗量.
(4)光合作用固定CO2代表实际光合速率,而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,在光照强度为Z时,A植物的净光合速率为8mg/(m2•h),呼吸速率为2mg/(m2•h),则实际光合速率=8+2=10mg/(m2•h).
(5)植物组织培养技术能快速繁殖植物,其原理是植物细胞具有全能性;细胞分化的根本原因是基因选择性表达.
故答案为:
(1)A C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(2)光照强度 增加
(3)减少
(4)10
(5)全能性 基因选择性表达
解析
解:(1)由以上分析可知:A植物的呼吸速率为2mg/(m2•h),B植物的呼吸速率为1mg/(m2•h),可见A的呼吸作用较强.
(2)A植物在光照强度没有达到Z点之前,随光照强度增强,光合速率逐渐增强,可见Z点之前的影响因素主要是光照强度;M点突然停止光照,则光反应停止,ATP、[H]的供给减少,影响暗反应中C3的还原,导致C3增多.
(3)当平均光照强度在X与Y之间时,A植物一昼夜中有机物减少,因为白天积累量满足不了夜间的消耗量.
(4)光合作用固定CO2代表实际光合速率,而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,在光照强度为Z时,A植物的净光合速率为8mg/(m2•h),呼吸速率为2mg/(m2•h),则实际光合速率=8+2=10mg/(m2•h).
(5)植物组织培养技术能快速繁殖植物,其原理是植物细胞具有全能性;细胞分化的根本原因是基因选择性表达.
故答案为:
(1)A C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(2)光照强度 增加
(3)减少
(4)10
(5)全能性 基因选择性表达
将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同.用CO2浓度测定仪测得了一天中该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图的曲线,下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、BC段较AB段CO2浓度增加减慢是因为夜间的温度低,酶活性低,使植物的呼吸作用减弱所致.故A正确.
B、在D点前,光合作用较弱,呼吸作用较强;DE段表示光合作用增强,消耗CO2增多.故B错误.
C、在10~14时,因气温较高,气孔关闭,叶片对CO2的吸收减少,则光合作用减弱.故C错误.
D、18时左右,植物不吸收二氧化碳,呼吸作用释放的二氧化碳刚用于光合作用.故D正确.
故选B、C.
下表是某生物小组研究光照对植物光合作用影响的实验装置图、实验条件及各实验组玻璃罩内的CO2含量变化,实验过程中室温恒定且适宜,BCD三组中植物生理状况相似,ACD三组中小鼠均健康且生理状况相似.请据表分析回答:
(1)B组植物叶肉细胞中能产生ATP的结构有______.
(2)C组植物光合作用1h固定了______ mg CO2.此状态下钟罩C内的植物能不能正常生长?答:______.
(3)D组钟罩内的CO2含量变化可能______(填“≥+3mg•h-1”或“≤+3mg•h-1”),若D组CO2含量变化与C组相同,请解释原因______.
(4)给植物提供H2180,最先在小鼠的______(填物质名称)中检测出放射性标记(不考虑蒸腾作用释放的H2O),该物质产生于______ (填细胞结构).
正确答案
解:(1)B组植物叶肉细胞在黑暗条件下只能进行呼吸作用,能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体.
(2)小鼠1h呼吸作用产生3mgCO2,植物1h呼吸作用产生6mgCO2,C组1h净光合作用为-3mgCO2.根据真光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量,C组植物光合作用1h固定了-3+3+6=6mgCO2.此状态下钟罩C内的植物呼吸作用量等于光合作用量,没有有机物的积累,故植物不能正常生长.
(3)与C组相比,D组钟罩内的光照强度增加,光合作用强度可能增加,也可能不变,故CO2含量变化可能是≤+3mg•h-1.若光照为3klx达到了光饱和点,则D组变化同C组相同.
(4)给植物提供H2180,根据水的光解产生[H]与氧气,有氧呼吸的第三阶段氧气和[H]反应生成水,故最先在小鼠的水中检测出放射性标记,有氧呼吸的第三阶段是线粒体,故该物质水产生于线粒体.
故答案为:
(1)细胞质基质、线粒体
(2)6 不能
(3)≤+3mg•h-1 光照强度为3klx已经达到了该植物的光饱和点
(4)水 线粒体
解析
解:(1)B组植物叶肉细胞在黑暗条件下只能进行呼吸作用,能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体.
(2)小鼠1h呼吸作用产生3mgCO2,植物1h呼吸作用产生6mgCO2,C组1h净光合作用为-3mgCO2.根据真光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量,C组植物光合作用1h固定了-3+3+6=6mgCO2.此状态下钟罩C内的植物呼吸作用量等于光合作用量,没有有机物的积累,故植物不能正常生长.
(3)与C组相比,D组钟罩内的光照强度增加,光合作用强度可能增加,也可能不变,故CO2含量变化可能是≤+3mg•h-1.若光照为3klx达到了光饱和点,则D组变化同C组相同.
(4)给植物提供H2180,根据水的光解产生[H]与氧气,有氧呼吸的第三阶段氧气和[H]反应生成水,故最先在小鼠的水中检测出放射性标记,有氧呼吸的第三阶段是线粒体,故该物质水产生于线粒体.
故答案为:
(1)细胞质基质、线粒体
(2)6 不能
(3)≤+3mg•h-1 光照强度为3klx已经达到了该植物的光饱和点
(4)水 线粒体
为探究棉花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).将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜小室内棉花氧气释放速率的变化,得到如图B所示曲线.
(1)影响小室内棉花光合作用速率变化的主要环境因素是______;图B中d与e相比,e点时刻C3的含量相对较______;与b相比,a点形成的原因可能是______.
(2)c点时刻的液滴位于起始位置的______侧,装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的______(填字母)点.
(3)已知:净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸作用速率.如果要测定该棉花实际光合作用的速率,还应设置一个对照实验.该对照实验应如何设计?______.若在单位时间内,A组实验的读数为右移M,对照实验的读数为左移N,则棉花实际光合作用速率为______.(不考虑正负)
(4)据图B,为提高温室大棚的产量,可采取的可行的措施是______.
(5)以烟草的一抗病基因为目的基因,培育抗病棉花新品种.该育种方法的原理是______.需要使用的工具酶有______.
正确答案
光照强度
低
温度较低
左
g
同A一样的装置并遮光
M+N
夜间适当降低温度
基因重组
限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶
解析
解:(1)影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等.图A是密闭装置,内有二氧化碳缓冲液,说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度了.e点与d点相比,e点的氧气释放速率慢,即光合速率慢,原因是由于叶片气孔关闭,细胞内二氧化碳浓度下降所致,由于二氧化碳减少,固定二氧化碳产生的C3减少,C3的含量相对较低.与b相比,a点形成的原因可能是温度较低,呼吸作用减弱所致.
(2)c点之前光合速率小于细胞呼吸速率,所以氧气的产生小于消耗,c点时刻的液滴位于起始位置的左侧;装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的,只在有氧气释放,液滴就会右移.图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等,超过该点将消耗氧气,所以g点时储存氧气最多..
(3)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.若在单位时间内,A组实验的读数为右移M,对照实验的读数为左移N,又由于净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸作用速率,则棉花实际光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率=M+N;
(4)为提高温室大棚的产量,根据净光合作用速率=实际光合作用速率-呼吸作用速率,可采取的可行的措施是夜间适当降低温度
以降低呼吸速率.
(5)以烟草的一抗病基因为目的基因,培育抗病棉花新品种,为基因工程育种,该育种方法的原理是基因重组,需要使用的工具酶有限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶.
故答案为:
(1)光照强度(光照强度和温度 ) 低 温度较低
(2)左 g
(3)同A一样的装置并遮光 M+N
(4)夜间适当降低温度
(5)基因重组 限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶
为研究不同浓度的CO2对红掌幼苗各项生理指标的影响,实验和实验结果如下:
(1)完善实验步骤:
材料用具:盆栽红掌幼苗100株,设施相同的塑料薄膜温室及供气的CO2钢瓶若干.
第一步:取长势相似的红掌幼苗90株,______,各置于一个温室中.
第二步:分别向B、C组温室中通人CO2气体至设定值,A组温室保持______.
第三步:在光照强度、温度、湿度条件______的条件下培养30天.
第四步:每组选取______的叶片测量各生理指标,求平均值.
(2)据实验结果图分析:
①随着CO2浓度升高,红掌幼苗还原糖的含量也有所增加,主要原因是______,同时也会抑制植物的呼吸作用.
②较高CO2浓度使______,减少水分的散失,有利于红掌幼苗度过干旱环境.
③Rubisco酶催化光合作用中CO2的固定过程,该酶的分布场所是______.提取该酶,在体外一般通过测定______来表示其活性.
正确答案
解:
(1)通常实验设计遵循单一变量原则,对照原则和无关变量相同且适宜原则,所以对植物实验而言,通常选取数量相同的长势相似的健康植物实验防止环境因素的影响,由题意可知,A组作为对照组,所以保持原大气CO2浓度实验对照.
(2)对于还原性糖的检测通常用斐林试剂进行检测,高CO2浓度会促进植物的光合作用,抑制植物的呼吸作用.CO2的固定过程发生在叶绿体基质中,对于CO2固定的酶活性通常通过检测固定CO2量来显示酶的活性,反应液中用CO2缓冲溶液来维持CO2相对稳定.
故答案为:
(1)第一步:随机地平均分为3组,编号A.B.C
第二步原大气CO2浓度
第三步:相同并适宜
第四步相同部位.相同数量
(2)①高CO2浓度会促进植物的光合作用 ②气孔开度下降
③叶绿体基质 CO2的吸收率(单位时间CO2的减少量)
解析
解:
(1)通常实验设计遵循单一变量原则,对照原则和无关变量相同且适宜原则,所以对植物实验而言,通常选取数量相同的长势相似的健康植物实验防止环境因素的影响,由题意可知,A组作为对照组,所以保持原大气CO2浓度实验对照.
(2)对于还原性糖的检测通常用斐林试剂进行检测,高CO2浓度会促进植物的光合作用,抑制植物的呼吸作用.CO2的固定过程发生在叶绿体基质中,对于CO2固定的酶活性通常通过检测固定CO2量来显示酶的活性,反应液中用CO2缓冲溶液来维持CO2相对稳定.
故答案为:
(1)第一步:随机地平均分为3组,编号A.B.C
第二步原大气CO2浓度
第三步:相同并适宜
第四步相同部位.相同数量
(2)①高CO2浓度会促进植物的光合作用 ②气孔开度下降
③叶绿体基质 CO2的吸收率(单位时间CO2的减少量)
利用如图一所示装置探究光照对紫罗兰叶片光合作用的影响.烧杯中为CO2缓冲液①实验开始时打开活塞开关,使水柱液面平齐,然后关闭活塞开关②用100W的灯泡作为光源,先将灯泡置于距装置20厘米处,15分钟后观察并记录指U型管液面高度差方向和刻度,③加大灯泡与装置间距离,过15分钟再观察记录;④连续重复步骤③.实验结果如图二所示,请回答下列问题:
请根据图回答下列问题:
(1)该实验的自变量是______,通过控制灯泡和装置的距离进行调控.
(2)请据实验结果分析回答:
①B点与A点比较,光合作用强度较大的是______点,u型管液面高低为左______右______(高或低).
②C点表示的是______.
③CD段形成的原因是______,与C点相比较,D点高度差______(减小或增大).
④若灯泡置于20cm处时,则U型管液面差为15ml,植物的净光合作用速率是______mL/h.
(3)利用图一装置测量某发芽种子的呼吸速率
①实验思路是对装置1进行遮光处理,烧杯中盛放______溶液,测量水柱移动的距离.
②利用上述装置测得该发芽种子的呼吸熵(RQ=)为0.7,假设发芽种子进行完全需氧呼吸,可以推测需氧呼吸分解的有机物中除______以外还有其他有机物.
正确答案
解:(1)根据题干的描述“用100W的灯泡作为光源,先将灯泡置于距装置20厘米处”和“加大灯泡与装置间距离”可知,灯泡与装置的距离越远,光照越弱,因此本实验的自变量是光照强度.
(2)①根据乙图可知,A点距离装置的距离比B点距离装置的距离近,说明A点的光照强度高于B点,所以A点的光合作用速率高于B点光合作用速率,产生的气体大,左侧的液面上升,右侧的液面下降.
②C点前,液面高度差值逐渐增大,说明光合作用速率大于呼吸作用速率;C点后,液面高度的差值逐渐变小,光合作用速率小于呼吸作用速率,因此C点表示光合作用速率等于呼吸作用速率.
③C点后,由于距离远光照弱,光合作用速率小于呼吸作用速率,因此高度差在变小;由于D点光合作用速率小于C点光合作用速率,即D点时光合作用速率与呼吸作用速率的差值小于C点,因此D点高度差变小.
④由于右侧下降的高度和左侧上升的高度相同,因此高度差为下降高度的2倍,即2×(光合作用速率-呼吸作用速率)=15,说明净光合作用速率为7.5.
(3)①遮光时,植物不进行光合作用进行有氧呼吸,消耗氧气释放二氧化碳,因此烧杯中需要加入吸收二氧化碳的溶液,通常为NaOH.
②呼吸熵是释放的二氧化碳与消耗氧气的比值,比值等于1,说明分解的物质是糖类,比值小于1,说明分解的物质不都是糖类.
故答案为:
(1)光照强度
(2)①A 左高右低 ②光合作用速率等于呼吸作用速率 ③呼吸作用强度大于光合作用强度 减小 ④7.5
(3)①NaOH ②糖类
解析
解:(1)根据题干的描述“用100W的灯泡作为光源,先将灯泡置于距装置20厘米处”和“加大灯泡与装置间距离”可知,灯泡与装置的距离越远,光照越弱,因此本实验的自变量是光照强度.
(2)①根据乙图可知,A点距离装置的距离比B点距离装置的距离近,说明A点的光照强度高于B点,所以A点的光合作用速率高于B点光合作用速率,产生的气体大,左侧的液面上升,右侧的液面下降.
②C点前,液面高度差值逐渐增大,说明光合作用速率大于呼吸作用速率;C点后,液面高度的差值逐渐变小,光合作用速率小于呼吸作用速率,因此C点表示光合作用速率等于呼吸作用速率.
③C点后,由于距离远光照弱,光合作用速率小于呼吸作用速率,因此高度差在变小;由于D点光合作用速率小于C点光合作用速率,即D点时光合作用速率与呼吸作用速率的差值小于C点,因此D点高度差变小.
④由于右侧下降的高度和左侧上升的高度相同,因此高度差为下降高度的2倍,即2×(光合作用速率-呼吸作用速率)=15,说明净光合作用速率为7.5.
(3)①遮光时,植物不进行光合作用进行有氧呼吸,消耗氧气释放二氧化碳,因此烧杯中需要加入吸收二氧化碳的溶液,通常为NaOH.
②呼吸熵是释放的二氧化碳与消耗氧气的比值,比值等于1,说明分解的物质是糖类,比值小于1,说明分解的物质不都是糖类.
故答案为:
(1)光照强度
(2)①A 左高右低 ②光合作用速率等于呼吸作用速率 ③呼吸作用强度大于光合作用强度 减小 ④7.5
(3)①NaOH ②糖类
图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,它可调节气孔的开闭.研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中,研究光照强度与光合速率的关系,结果如图2所示.请回答:
(1)在黑暗条件下,保卫细胞中合成ATP的场所有______.在叶绿体中,ADP的转移情况是从______到______(填结构名称).当植物缺镁时,B点将向______移.
(2)从图1中可以看出两个细胞贴近部分的细胞壁较厚,伸缩性较小,外侧部分较薄.图1所示箭头为炎热夏季中午细胞中水分流动的总方向,这时气孔______.此时,主要影响叶肉细胞中光合作用的______反应,原因是______
(3)据图2分析,在1klx的光照条件下,该叶片在1小时内由光合作用产生的O2量约为______ mL.
正确答案
解:(1)黑暗条件下,保卫细胞只能进行呼吸作用,所以其合成ATP的场所为细胞质基质和线粒体.在叶绿体中,光反应需要消耗ADP合成ATP,暗反应会消耗ATP产生ADP,所以ADP的转移情况是从叶绿体基质到类囊体薄膜.当植物缺镁时,叶绿素的合成受到影响,光合作用强度减弱,B点光合作用强度等于细胞呼吸强度,故应增大光照强度,B点将向右移.
(2)据图可知两个细胞贴近部分壁厚,伸缩性小,外侧部分壁薄,伸缩性大,结合炎热夏季中午的细胞中水分流动的方向,可推知保卫细胞失水,内侧壁由弯曲逐渐竖直,引起气孔关闭.此时,细胞中二氧化碳含量减少,直接受到抑制的是暗反应中CO2的固定.
(3)据图可知,1klx的光照条件下,净光合量为11.2mL/h,呼吸消耗量11.2mL/h,光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h,因此1h时间内,光合作用产生O2的量为22.4mL/h×1h=22.4mL.
故答案为:
(1)细胞质基质和线粒体 叶绿体基质 类囊体薄膜 右
(2)关闭 暗 二氧化碳吸收不足,导致固定减慢
(3)22.4
解析
解:(1)黑暗条件下,保卫细胞只能进行呼吸作用,所以其合成ATP的场所为细胞质基质和线粒体.在叶绿体中,光反应需要消耗ADP合成ATP,暗反应会消耗ATP产生ADP,所以ADP的转移情况是从叶绿体基质到类囊体薄膜.当植物缺镁时,叶绿素的合成受到影响,光合作用强度减弱,B点光合作用强度等于细胞呼吸强度,故应增大光照强度,B点将向右移.
(2)据图可知两个细胞贴近部分壁厚,伸缩性小,外侧部分壁薄,伸缩性大,结合炎热夏季中午的细胞中水分流动的方向,可推知保卫细胞失水,内侧壁由弯曲逐渐竖直,引起气孔关闭.此时,细胞中二氧化碳含量减少,直接受到抑制的是暗反应中CO2的固定.
(3)据图可知,1klx的光照条件下,净光合量为11.2mL/h,呼吸消耗量11.2mL/h,光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h,因此1h时间内,光合作用产生O2的量为22.4mL/h×1h=22.4mL.
故答案为:
(1)细胞质基质和线粒体 叶绿体基质 类囊体薄膜 右
(2)关闭 暗 二氧化碳吸收不足,导致固定减慢
(3)22.4
将一片新鲜叶片放在特殊装置内,给予不同强度的光照.测到氧气释放量如下表所示:
对该数据分析,错误的是( )
正确答案
解析
解:A、表格中可以看出,光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,表中0.2umL/cm2叶面/min可表示呼吸速率,故A正确;
B、光照强度为2klx时,氧气吸收量为0,说明光合速率等于呼吸速率,故B正确;
C、光强为8klx时,光合作用产生O2的速度=测到的O2释放量+呼吸作用消耗的O2量=0.8+0.2=1(µL/cm2叶面/min),故C错误;
D、光照超过10kLx后,氧气的释放量不再增加,说明达到光饱和点,此时可能收到二氧化碳浓度的限制,光合速率不再增加,故D正确.
故选:C.
科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响.请回答问题.
(1)据图1分析,比较甲、乙两种番茄,土壤含水量对它们的光合作用速率影响______(填“基本相同”或“不同”).当土壤含水量______(填“大于”或“小于”)70%时,土壤含水量不成为限制番茄光合作用的因素.
(2)为进一步研究光合作用速率下降的原因,研究人员测定了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度(气孔开放程度)和胞间C02浓度.结果如图2.
①综合图1和图2分析,土壤含水量低于70%时,______的变化与番茄光合速率的变化趋势相似.
②随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的______变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了C02吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,从而直接影响______反应,而且不能恢复.
(3)为验证上述观点,将培养在______条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行______处理,对照组保持原有状态.若实验组番茄幼苗光合速率______,则观点二成立.
正确答案
解:(1)据图1分析,在土壤含水量降低的过程中,甲、乙两种番茄光合作用速率变化趋势相同,即土壤含水量对它们的光合作用速率影响相同.图中看出,在土壤含水量在大于70%时,土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化,即此时含水量不是光合作用的限制因素.
(2)①综合图1和图2分析,土壤含水量低于70%时,气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势相似,即均呈下降的趋势.
②随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的输出(或输出速率)变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了CO2吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,而类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,因此直接影响光反应,而且不能恢复.
(3)为验证上述观点,将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行正常供水(浇水、补水)处理,对照组保持原有状态.若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复,则观点二成立.因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的.
故答案为:
(1)基本相同 大于
(2)①气孔导度 ②输出(或输出速率) 光
(3)低土壤含水量 正常供水(浇水、补水) 不能恢复
解析
解:(1)据图1分析,在土壤含水量降低的过程中,甲、乙两种番茄光合作用速率变化趋势相同,即土壤含水量对它们的光合作用速率影响相同.图中看出,在土壤含水量在大于70%时,土壤含水量的变化不会引起植物光合速率的变化,即此时含水量不是光合作用的限制因素.
(2)①综合图1和图2分析,土壤含水量低于70%时,气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势相似,即均呈下降的趋势.
②随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的输出(或输出速率)变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了CO2吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,而类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,因此直接影响光反应,而且不能恢复.
(3)为验证上述观点,将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行正常供水(浇水、补水)处理,对照组保持原有状态.若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复,则观点二成立.因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的.
故答案为:
(1)基本相同 大于
(2)①气孔导度 ②输出(或输出速率) 光
(3)低土壤含水量 正常供水(浇水、补水) 不能恢复
农技员为准确把握蔬菜大棚内CO2的浓度变化情况,在大棚内安装了CO2测量仪,假定6时、18时分别为日出、日落时间,请据下图预期一天内大棚中CO2变化的最可能情况( )
正确答案
解析
解:由于植物在6时日出前和18时日落后,没有光照,只能进行呼吸作用,所以在这段时间内CO2的浓度增加.而在6时日出后到18时日落前,由于有光照,植物进行光合作用,吸收CO2,导致CO2的浓度降低.对照曲线,只有A符合.
故选:A.
将金鱼藻置于一烧杯中培养.在不同温度下,金鱼藻光合速率(用每小时O2释放量表示)与光照强度关系如图所示.呼吸速率(用每小时O2消耗量表示)与温度的关系如下表.请据图表回答下列问题.
(1)从图中可见,金鱼藻的光合速率与______等因素有关.
(2)金鱼藻的呼吸速率随温度升高而升高.其原因是______.
(3)金鱼藻生成的O2若在同一细胞内被消耗,在其整个过程中,O2穿过了______层磷脂分子层.
(4)20℃条件下,用15klx的光照强度连续照射10h,合成的葡萄糖总量约为______mg,其中约有______mg用于呼吸作用.
(5)10℃条件下连续12h给以20klx的光照,再转入30℃条件下连续8h黑暗处理,则金鱼藻20h内,葡萄糖含量的消长变化为______mg.
(6)适宜光照和温度条件下的金鱼藻,开始时O2产生较快,但3天后O2生成减慢,其最主要原因是______.
正确答案
解:(1)由图可以看出在改变光照强度和温度后光合作用强度都发生改变,说明影响光合作用强度的因素是光照强度和温度.
(2)呼吸作用是有机物的分解,而分解的速度与酶的催化活性有关,一定范围内,酶的活性随温度的升高而增强,所以在一定的范围内呼吸作用强度随温度升高而升高.
(3)金鱼藻在叶绿体生成的O2若在同一细胞内被线粒体消耗,在其整个过程中,需要经过两层叶绿体膜和两层线粒体膜,共4层膜,所以O2穿过了8层磷脂分子层.
(4))20℃条件下,用15klx的光照强度连续照射10h,已知呼吸作用强度是0.5mg/h,净光合速率为8mg/h,所以10h合成的葡萄糖总量约为(8+0.5)÷(6×32)×180×10=79.69mg,其中约有0.5÷(6×32)×180×10=4.69mg用于呼吸作用.
(5)10℃条件下连续12h给以20klx的光照,净光合速率为4mg/h,所以葡萄糖含量变化为有4÷(6×32)×180×12=45mg; 再转入30℃条件下连续8h黑暗处理,呼吸作用强度是0.5mg/h,呼吸作用消耗的葡萄糖为0.7÷(6×32)×180×8=5.25mg,则金鱼藻20h内,葡萄糖含量的消长变化为增加了45-5.25=39.75mg.
(6)在适宜光照和温度条件下的金鱼藻,开始时O2产生较快,但后来O2的释放速度减慢,说明光合作用强度下降,而光照和温度都适宜,最可能的就是二氧化碳的浓度下降.
故答案是:
(1)光照强度和温度
(2)一定范围内,酶的活性随温度的升高而增强
(3)8
(4)79.69 4.69
(5)增加 39.75
(6)水中CO2逐渐被光合作用消耗而没有得到及时补充
解析
解:(1)由图可以看出在改变光照强度和温度后光合作用强度都发生改变,说明影响光合作用强度的因素是光照强度和温度.
(2)呼吸作用是有机物的分解,而分解的速度与酶的催化活性有关,一定范围内,酶的活性随温度的升高而增强,所以在一定的范围内呼吸作用强度随温度升高而升高.
(3)金鱼藻在叶绿体生成的O2若在同一细胞内被线粒体消耗,在其整个过程中,需要经过两层叶绿体膜和两层线粒体膜,共4层膜,所以O2穿过了8层磷脂分子层.
(4))20℃条件下,用15klx的光照强度连续照射10h,已知呼吸作用强度是0.5mg/h,净光合速率为8mg/h,所以10h合成的葡萄糖总量约为(8+0.5)÷(6×32)×180×10=79.69mg,其中约有0.5÷(6×32)×180×10=4.69mg用于呼吸作用.
(5)10℃条件下连续12h给以20klx的光照,净光合速率为4mg/h,所以葡萄糖含量变化为有4÷(6×32)×180×12=45mg; 再转入30℃条件下连续8h黑暗处理,呼吸作用强度是0.5mg/h,呼吸作用消耗的葡萄糖为0.7÷(6×32)×180×8=5.25mg,则金鱼藻20h内,葡萄糖含量的消长变化为增加了45-5.25=39.75mg.
(6)在适宜光照和温度条件下的金鱼藻,开始时O2产生较快,但后来O2的释放速度减慢,说明光合作用强度下降,而光照和温度都适宜,最可能的就是二氧化碳的浓度下降.
故答案是:
(1)光照强度和温度
(2)一定范围内,酶的活性随温度的升高而增强
(3)8
(4)79.69 4.69
(5)增加 39.75
(6)水中CO2逐渐被光合作用消耗而没有得到及时补充
大棚中种植的植物其光合作用会受到多种因素的影响,在该曲线图中,有M、N、O、P、Q五个点,对它们的含义的叙述正确的有几项( )
①M点时,植物叶肉细胞内合成ATP的场所只有线粒体;
②若适当降低大棚温度,则N点将会向右移动;
③O点时,限制植物体的光合作用强度的主要因素是光照强度;
④P点时,若想提高作物产量可以适当补充光照,绿光灯效果最好;
⑤Q点光照强度时,适当使用二氧化碳发生器可以提高作物产量.
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;
②题中没有没有说该条件下为适宜温度,因此降低温度可能导致两种结果:如果是促进光合作用,则N点将会左移;如果使光合作用强度更低,则N点将会右移,②错误;
③O点时,限制植物体的光合作用强度的主要因素是光照强度,因为不同二氧化碳浓度光合作用速率是一样的,③正确;
④P点时,若想提高作物产量可以适当补充光照,白光灯效果最好,色素对绿光吸收最少,④错误;
⑤Q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,⑤正确.
故选:B.
某兴趣小组做了如下与光合作用相关的实验,请回答相关问题:
Ⅰ.取某植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,将圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭的装置内,分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致.照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图1所示.
(1)装置内增加的氧气来自于______(物质).丙装置内的CO2含量照光后比照光前______.
(2)光照强度为a时,氧气的增加量恰好为0,原因是______.此时细胞中能产生ATP的场所是______
(3)此实验的目的是探究______.
(4)若测得培养在密闭容器内的某植物在黑暗中释放CO2的速率是22mg/h,在光照下吸收CO2的速率是44mg/h,则将该植物黑暗处理6小时,然后在同样光照下6小时后,可积累的葡萄糖是______mg
Ⅱ.某实验小组用小球藻进行实验,探究影响光合速率的因素.他们将一定量的小球藻浸入适宜培养液的试管中,以白炽台灯作为光源.移动台灯改变光源与试管的距离;CO2浓度分别设置为0.03%和0.05%,根据实验结果绘制成曲线1、曲线2(如图2).比较C、D两点的光合速率,可见限制D点光合速率的主要因素是______,若C处突然关闭台灯,叶绿体中C3的含量将如何变化?______.F点的含义是______.若用缺镁培养液培养小球藻,其他条件不变,F点应向移______.
正确答案
解:(1)装置内增加的氧气来自光合作用,而光合作用产生的氧气来自于水的光解.丙装置内氧气含量增加较多,说明丙装置中光合速率明显快于呼吸速率,消耗的CO2多于呼吸释放的CO2,所以装置中的CO2含量比照光前低.
(2)光照强度为a时,氧气的增加量恰好为0,原因是光合速率等于呼吸速率,即光合作用释放的氧气正好被呼吸作用利用.此时细胞同时进行光合作用和呼吸作用,所以细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体.
(3)该实验的自变量是光照强度,因变量是氧气的增加量,代表净光合作用强度,可见该实验的目的是探究光照强度和光合作用强度之间的关系.
(4)植物在黑暗中释放CO2的速率代表呼吸速率,在光照下吸收CO2的速率代表净光合速率,若测得培养在密闭容器内的某植物在黑暗中释放CO2的速率是22mg/h,在光照下吸收CO2的速率是44mg/h,则将该植物黑暗处理6小时,然后在同样光照下6小时后,吸收CO2的量为44mg/h×6h-22mg/h×6h=132mg,根据光合作用总反应式,6CO2→葡萄糖,则积累的葡萄糖是mg.
Ⅱ.C、D两点与台灯的距离相同,即两点的光照强度相同,但两者的CO2浓度不同,可见限制D点光合速率的主要因素是CO2浓度;若C处突然关闭台灯,光反应停止,产生的ATP和[H]减少,影响暗反应中C3的还原,所以叶绿体中C3的含量将增加.F点氧气的释放量为0,说明该光照强度(与光源相距105 cm)时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率.镁是合成叶绿素的重要成分,缺镁会影响叶绿素的合成,使小球藻光合速率减慢,在其他条件不变时,F点应向左移.
故答案为:
I、(1)水 低
(2)光合速率=呼吸速率 细胞质基质 线粒体 叶绿体
(3)光照强度和光合作用强度之间的关系
(4)90
II、CO2 增加 该光照强度(与光源相距105 cm)时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率 左
解析
解:(1)装置内增加的氧气来自光合作用,而光合作用产生的氧气来自于水的光解.丙装置内氧气含量增加较多,说明丙装置中光合速率明显快于呼吸速率,消耗的CO2多于呼吸释放的CO2,所以装置中的CO2含量比照光前低.
(2)光照强度为a时,氧气的增加量恰好为0,原因是光合速率等于呼吸速率,即光合作用释放的氧气正好被呼吸作用利用.此时细胞同时进行光合作用和呼吸作用,所以细胞中能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体.
(3)该实验的自变量是光照强度,因变量是氧气的增加量,代表净光合作用强度,可见该实验的目的是探究光照强度和光合作用强度之间的关系.
(4)植物在黑暗中释放CO2的速率代表呼吸速率,在光照下吸收CO2的速率代表净光合速率,若测得培养在密闭容器内的某植物在黑暗中释放CO2的速率是22mg/h,在光照下吸收CO2的速率是44mg/h,则将该植物黑暗处理6小时,然后在同样光照下6小时后,吸收CO2的量为44mg/h×6h-22mg/h×6h=132mg,根据光合作用总反应式,6CO2→葡萄糖,则积累的葡萄糖是mg.
Ⅱ.C、D两点与台灯的距离相同,即两点的光照强度相同,但两者的CO2浓度不同,可见限制D点光合速率的主要因素是CO2浓度;若C处突然关闭台灯,光反应停止,产生的ATP和[H]减少,影响暗反应中C3的还原,所以叶绿体中C3的含量将增加.F点氧气的释放量为0,说明该光照强度(与光源相距105 cm)时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率.镁是合成叶绿素的重要成分,缺镁会影响叶绿素的合成,使小球藻光合速率减慢,在其他条件不变时,F点应向左移.
故答案为:
I、(1)水 低
(2)光合速率=呼吸速率 细胞质基质 线粒体 叶绿体
(3)光照强度和光合作用强度之间的关系
(4)90
II、CO2 增加 该光照强度(与光源相距105 cm)时小球藻光合速率等于细胞呼吸速率 左
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