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专题1.1 光合作用
1.(2021届山东省临沂市高三二模生物试题) 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径,是“地球上最重要的化学反应”,它是一切生命生存和发展的基础。下图是棉花叶肉细胞的光合作用过程示意图,磷酸丙糖转运器的活性受光的调节,适宜光照条件下,其活性较高。
(1)棉花叶片中光合色素有_________。在光照开始一段时间后,棉花叶肉细胞中光合作用的光反应和暗反应两个阶段能够同时、快速、稳定进行的原因是________________。
(2)由图分析可知,C3被还原为磷酸丙糖后,下一步利用的去向是________。通常情况下,Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换方式进行转运。在环境条件由适宜光照转为较强光照时,短时间内磷酸丙糖的转运速率会________(填“升高”或“降低”),则更有利于________(填“淀粉”或“蔗糖”)的合成,原因是___________。
(3)为探究CO2浓度对棉花幼苗光合速率的影响,研究人员将棉花幼苗分别进行不同实验处理:甲组提供大气CO2浓度(375μmol·mol-1):乙组先在CO2浓度倍增环境(750μmol·mol-1)中培养60d,然后在测定前一周恢复为大气CO2浓度,其他条件相同且适宜。在晴天上午测定各组的光合速率,结果乙组光合速率比甲组低,原因可能是长期高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶(固定CO2的酶)的活性。设计实验加以验证这一推测。
材料用具:甲、乙两组棉花叶肉细胞RuBP羧化酶提取液,一定浓度的C5溶液,饱和CO2溶液,试管等。
实验思路:_____________________________________________________________;
预测结果:_____________________________________________________________。
2.(山东省临沂市2020-2021学年高三上学期期中生物试题)科研人员以某蓝莓品种为实验材料,采用拱棚覆膜方式,研究不同光质对蓝莓植株光合作用的影响(其中白膜为对照组)。各种颜色的薄膜只能通过相应颜色的光。下表为不同颜色薄膜覆盖对蓝莓植株各指标的影响。
处理组
叶绿素a
(mg·g-1)
叶绿素b
(mg·g-1)
光合速率
(μmol·m-2·s-1)
呼吸速率
(μmol·m-2·s-1)
绿膜
6.34
3.55
9.03
0.68
红膜
4.34
2.32
9.39
1.07
黄膜
409
2.23
10.71
1.06
蓝膜
5.49
2.67
12.09
1.04
白膜
3.85
1.91
10.94
1.54
(1)叶绿素存在于叶绿体的________________,主要吸收_______________光。
(2)与其他处理组对比,绿膜覆盖组的蓝莓植株光合速率最低,这说明_____________。绿膜覆盖组的蓝莓植株叶绿素含量增加最显著,其生理意义是____________________。
(3)不同处理组的呼吸速率不同,推测主要原因是_____________________________。根据图中数据,对蓝莓增产可提出的建议是______________________________。
(4)研究发现,不同光质可通过控制气孔开度来影响植物光合速率。如蓝光可激活保卫细胞中的质子泵(H+-ATPase),H+-ATPase被激活后会将H+分泌到细胞外,建立H+电化学梯度,K+、C1-等依赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞,从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如图所示(注:图中两个细胞贴近侧细胞壁较厚,伸缩性较小,外侧较薄)。
①据细胞吸水与失水的原理推测,蓝光诱导气孔张开的机理是_____________________。
②科研人员已培育出保卫细胞中大量表达K+通道蛋白的蓝莓突变体,试图提高气孔开合的动力,即光照增强时气孔打开的更快,光照减弱时关闭的也更快。请简要写出探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率的实验设计思路。____________________________。
3.(2021届山东省青岛市高三5月自主检测(三模)生物试题)科研人员利用合成生物学的方法模拟蓝莓叶肉细胞中的光合作用过程,从蓝莓叶肉细胞中分离出类囊体,用磷脂分子包裹形成图1所示油包水液滴的结构,在其中加入足量 NADP+、ADP 等物质,并对油包水液滴采取明暗交替处理,一段时间内检测此结构产生 NADPH(即[H])的量,结果如图2 所示。请分析并回答下列问题∶
(1)上述过程模拟了光合作用的_________阶段,该过程中发生的能量变化是_________。
(2