内容正文:
专题01 细胞代谢(大题30道)
一、非选择题
1.番茄喜温,冷害(零上低温对植物的伤害)是栽种番茄时常遇到的-种自然灾害。硅作为植物生长中的有益元素,能增强植物的逆境耐受性。为探究外源硅对番茄幼苗低温耐受性的机制,研究小组以某品种番茄幼苗开展实验,B、C、D组均处于会造成冷害的同-低温条件,C、D组分别叶面喷施适宜浓度的离子硅、纳米硅溶液,培养9天后测定相关指标,结果如表。
组别
处理
结合水
/自由水(%)
自由水含量
(%)
叶绿素含量
(mg·g-1)
气孔导度
(mol·m-2·s-1)
净光合速率
(µmol)·m-2·s-1
总根体积
(cm3)
A
常温+蒸馏水
2.56
2.33
2.56
0.21
10.88
2.14
B
低温+蒸馏水
?
0.61
1.54
0.04
5.97
1.61
C
低温+离子硅
4.69
1.25
1.73
0.17
7.21
2.23
D
低温+纳米硅
2.47
2.01
1.65
0.12
7.22
2.65
回答下列问题:
(1)番茄幼苗对低温有不同的适应方式,据表推测,低温环境下,番茄细胞结合水自由水比值的变化是 , 从而避免低温对细胞的损害;喷施外源硅可适度 (填“提升”或“降低”)细胞的水分代谢,根部在结构和功能上的适应性变化是 从而增强番茄幼苗的低温耐受性。
(2)据表1分析,外源硅主要影响光合作用的暗反应阶段,依据是 因此在低温条件下,喷施外源硅可通过调整幼苗体内水分进而缓解净光合速率下降的机制是
(3)结合该研究成果,当气象台发出低温天气预警后,请你给出缓解冷害的建议:
2.资料1:1961年,由英国生物化学家米切尔依据光合作用光反应阶段ATP的形成机制,提出了ATP的化学渗透假说:光照引起水的光解,水分解为O2和H+并释放电子,结果类囊体膜内侧H+浓度高而膜外侧低,于是膜内外产生H+浓度差和电位差,当H+借助ATP合酶顺质子梯度扩散至类囊体膜外时,ATP合酶催化ADP和Pi合成为ATP。
资料2:研究发现,某种真核微藻在低氧环境中,其叶绿体内产氢酶活性提高,部分NADPH会参与生成H2的代谢过程。
图甲为叶绿体的结构示意图,图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:
(1)将正常叶片置于适量的溶液中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验中所用溶液应满足的条件是 (答出2点即可)。
(2)水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP+与H+结合形成NADPH,在暗反应阶段NADPH的作用是 (答出2点即可);H+通过膜上的ATP合酶回到膜外,据图乙可知将ADP和Pi合成ATP所需的能量直接由 提供。
(3)为了研究叶绿体的完整性与光反应的关系,制备了四种完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,发现叶绿体A、B、C、D四组的ATP产生效率相对值分别为1、0.66、0.58、0.41,据此推测叶绿体中类囊体结构破坏程度最大的是 组,结合图乙对实验结果进行解释: 。
(4)在低氧环境中,生成H2的代谢过程会使该微藻生长不良。根据题目信息从光合作用物质转化的角度分析该微藻生长不良原因: 。
3.为了研究高种植密度对玉米不同叶位叶片光合特性的影响,某科研团队以郑单958为材料,研究了灌浆期第3、6、9叶(基部往上计数)随着种植密度升高的叶绿素、Fv/Fm(荧光参数,是反映光能转化率的一个指标)等的变化,结果如图1、图2。回答下列问题:
(1)在提取玉米叶片的光合色素后,可通过对比各组叶片对某种光的吸收率来计算叶绿素的含量。为减少其他光合色素的干扰,最佳的选择是 (填“红光”“蓝紫光”或“绿光”),原因是 。
(2)玉米叶片暗反应进行的场所为 。玉米为C4植物,其光合作用过程由叶肉细胞与维管束鞘细胞共同完成,这两种细胞之间的胞间连丝比较发达,有利于 。
(3)图1显示种植密度增加到9.0时,第 叶叶绿素a含量下降较明显。图2中第9叶Fv/Fm值在不同种植密度条件下 ,第3叶Fv/Fm随种植密度增大呈现降低的趋势,光能转化效率下降,可能与叶片之间由于相互遮挡而导致 有关,以及与种植密度增加等因素有关。
(4)科研团队进一步研究了某种植密度条件下净光合速率与光通量密度(单位面积上接收到的光能量)的关系,结果如图3。假设三种叶的呼吸速率基本相同,在一定阶段,第3叶、第6叶与第9叶净光合速率相差不大,主要原因是