内容正文:
专题05 光合作用
1.(23-24高一上·浙江温州·期末)沃柑是喜阳植物,需充足光照,长期阴雨天气会导致叶片发黄。某科研小组提取并分离了甲组(长期阴雨天气)和乙组(充足光照)沃柑叶片的光合色素,并比较两组滤纸条自上而下的四条色素带。下列叙述正确的是( )
A.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
B.分离色素时层析液应没过滤液细线
C.甲组滤纸条上第三、四条色素带明显变窄
D.乙组滤纸条上第二条色素带呈蓝绿色
2.(23-24高一上·浙江丽水·期末)下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。a点对应的光照强度下,该植物( )
A.没有进行光合作用,但进行细胞呼吸 B.没有进行细胞呼吸,但进行光合作用
C.光合作用与细胞呼吸都没有进行 D.光合速率与呼吸速率相等
3.(23-24高一上·浙江湖州·期末)生物兴趣小组取秋天变黄的银杏叶进行了色素的提取和分离实验,实验结果如下图所示,其中①~④表示色素带。下列叙述正确的是( )
A.①是叶黄素,②是胡萝卜素
B.为研磨充分需加入适量的碳酸钙
C.分离时层析液液面应高于滤液细线
D.与夏季相比,③、④变窄可能是低温导致的
4.(23-24高一上·浙江宁波·期末)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+RuBP(即C5)→2C3。下列叙述错误的是( )
A.C3经过一系列的变化能再形成RuBP
B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C.植物细胞RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
D.单位时间内CO2固定量越多说明单位质量的该酶活性越高
5.(23-24高一上·浙江衢州·期末)秋冬季节部分树种叶片由绿色逐渐变黄,这与光合色素的种类和相对含量有关。下列关于光合色素及其提取与分离实验的相关叙述错误的是( )
A.叶绿体的类囊体膜上含有其自身光合作用所需的各种色素
B.分离光合色素的原理是不同色素在酒精中的溶解度不同
C.从新鲜绿色叶片中提取并分离出4种色素,其中呈蓝绿色的是叶绿素a
D.深秋叶片变黄可能是由于叶绿素合成速度变慢或停止
6.(23-24高一上·浙江台州·期末)某蔬菜植株在不同温度和不同光照强度下的光合速率变化情况如下图所示(其他条件均相同且适宜)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.A点绝对值可以反映蔬菜在25℃时的呼吸速率
B.B点时某叶肉细胞光合作用所需CO2来自该细胞的线粒体及细胞外
C.C点为该植株在15℃条件下的光饱和点
D.光照强度为12klx时,将温度从15℃提高到25℃可增加该蔬菜产量
7.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)下图是某些细胞器的亚显微结构模式图,相关叙述错误的是( )
A.①是中心体,在动物细胞中与细胞的有丝分裂有关
B.②是线粒体,内膜向内腔折叠形成嵴,为酶的附着提供更多位点
C.③是叶绿体,由双层膜包被,其中内膜向内折叠,极大地拓展了受光面积
D.④是粗面内质网,附有核糖体,与分泌蛋白的加工、运输相关
8.(23-24高一上·浙江金华·期末)某研究小组测定了某植物在不同CO2下CO2吸收速率随光照强度的变化,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量有光照强度和CO2浓度
B.a点为光补偿点,b、c点不是光饱和点
C.b点时叶肉细胞内三碳酸合成速率较 a 点高
D.若在 c 点条件下补光处理,会提高光合速率
9.(23-24高一上·浙江宁波·期末)某研究小组进行某植物的栽培试验,图 1 表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下测得的光合速率曲线和黑暗条件下的呼吸速率曲线; 图2 为在恒温密闭玻璃温室中,连续 24h测定的温室内CO₂浓度以及植物CO₂吸收速率的变化曲线。据图分析,下列说法中正确的是( )
A.图1中,植物光合作用相关酶失活的温度高于呼吸相关酶失活的温度
B.6h时, 图2 叶肉细胞产生[H](NADPH 或者 NADH)的细胞器有叶绿体、线粒体和细胞质基质等
C.18h时,图2叶肉细胞中叶绿体产生的O₂量大于线粒体消耗的O₂量
D.该植株在进行光合作用且吸收CO₂的量为0时, 在两图中的描述点共有4个
10.(23-24高一上·浙江丽水·期末)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。下表为生产和生活中常采取的一些措施与原理,下列叙述错误的是( )
措施
原理
A
栽种作物时适当增大密度
增加光能的利用率,提高光合产量
B
种植作物时中耕松土
增加土壤中氧气的含量,抑制根部细胞呼吸
C
蔬菜采收后置于冰箱冷藏存放
降低酶活性,降低细胞呼吸速率
D
玉米等种子收获后经晒干储藏
减少自由水含量,降低细胞呼吸速率
A.A B.B C.C D.D
11.(23-24高一上·浙江·期末)高温是制约世界粮食安全的因素之一。科学家将小麦分别置于高温环境(HT)和正常温度环境(CT)下生长一定时间后,测定HT植株和CT植株在不同温度下的光合速率,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.根据实验结果判断HT植株更适应高温环境
12.(23-24高一上·浙江湖州·期末)紫菜是一种广受欢迎的多细胞藻类,被用于制作食品、药品和化妆品等。现以紫菜为材料进行实验,探究光强度对其光合速率的影响,其他条件均适宜,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.单位时间内c点产生O2的量低于b点
B.提高实验温度,b和c点都有可能会下降
C.在一定范围内,光合速率随光强度增加而升高
D.a点时,限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度
13.(23-24高一上·浙江温州·期末)棉花是重要的经济作物,其叶片光合作用过程如图所示,a~g代表物质。下列叙述错误的是( )
A.b和d在光下形成,为三碳糖的形成提供能量
B.若减少g的供应,短时间内 e的含量将减少
C.f是三碳酸C3,R酶催化CO2的固定过程
D.去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降
(23-24高一上·浙江宁波·期末)阅读下列材料,完成下面小题。
某科研团队探究高温对生菜光合色素含量的影响,实验结果如下图所示。
14.在实验过程中,需要控制可能影响实验结果的变量,以保证实验结果的准确性和可靠性。下列操作不需要各组间保持一致的是( )
A.提取色素的绿叶质量
B.加入无水乙醇的体积
C.设定生菜生长的温度
D.密封光合色素提取液
15.由实验结果图分析可知( )
A.高温会使生菜光合色素种类变少
B.高温对生菜光合色素含量没有影响
C.持续高温会减弱叶绿体的光反应
D.持续高温不影响叶绿体的碳反应
16.(23-24高一上·浙江宁波·期末)夏季晴朗无云的白天,某绿色植物在10时左右光合速率达到峰值,12时左右光合速率明显减弱。结合气孔张开面积与时间的关系图,分析10-12时光合速率减弱的原因可能是( )
A.叶片蒸腾作用过强,失水过多,导致光反应原料减少
B.环境温度升高,光合酶活性降低,呼吸酶不受影响
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,光反应减弱
D.光反应产物积累,叶片转化光能的能力下降,光合速率减慢
17.(23-24高一上·浙江衢州·期末)建构模型是科学研究的常用方法,下列相关叙述错误的是( )
A.常见的模型主要有数学模型、概念模型、物理模型等
B.真核细胞的三维结构模型属于物理模型
C.温度对酶活性影响的曲线图属于数学模型
D.描述光合作用反应过程及关系的文字图解属于物理模型
18.(23-24高一上·浙江衢州·期末)光合速率受到多种环境因素的影响。为研究车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系,某科研小组进行研究实验,结果如图所示。据图分析下列相关叙述,错误的是( )
A.低于最适叶片温度时,光合速率随叶片温度升高而升高
B.在一定范围内,CO2浓度高的组别光合速率的最适叶片温度也高
C.本实验的自变量为叶片温度,图中限制M点的环境因素是温度
D.图中N点与M点相比,相同时间内叶肉细胞中三碳酸和五碳糖的生成量都多
19.(23-24高一上·浙江湖州·期末)拟南芥广泛应用于植物生理学、遗传学等领域的研究。如图为拟南芥在不同温度下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1),实线是光照条件下CO2的吸收速率,虚线是黑暗条件下CO2的产生速率。下列叙述错误的是( )
A.实线表示拟南芥的净光合速率
B.30℃时总光合速率为10mmol·cm-2·h-1)
C.B点表示呼吸速率恰好与光合作用速率相等
D.温度通过影响酶活性从而影响拟南芥的光合速率
20.(23-24高一上·浙江湖州·期末)植物体内光合作用及产物的利用过程如图所示,其中①②表示生理过程,I~Ⅲ表示反应场所,a~d表示物质。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.反应场所Ⅱ是叶绿体基质
B.②过程生成的物质c是三碳酸
C.a物质是五碳糖,①过程是CO2的固定
D.d一般为淀粉,供植物体其他细胞利用
21.(23-24高一上·浙江温州·期末)研究小组用图甲密闭装置进行某绿色植物光合作用和呼吸作用的探究实验。在环境温度为25℃条件下先黑暗处理15min,再转移至最适光照强度下继续实验,结果如图乙所示。已知25℃是该植物光合作用的最适温度,30℃是该植物细胞呼吸的最适温度。下列叙述正确的是( )
A.M点前,叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体
B.M点时,光合速率与呼吸速率相等
C.MN段光合速率逐渐减小
D.N点时,植物不进行光合作用
22.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)随着光照强度的变化,叶绿体在细胞中的分布和位置也会发生相应改变,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下叶绿体移到细胞的四周,有利于叶肉细胞更充分地吸收光能
B.强光条件下叶绿体移到细胞的两侧,可以避免强光灼伤叶绿体
C.若破坏细胞骨架,推测叶绿体的定位和运动会出现异常
D.叶绿体中光合作用的产物通常以葡萄糖的形式储存,以防止叶绿体内渗透压过高
23.(23-24高一上·浙江衢州·期末)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,能摆脱自然环境的限制,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素而实现高效生产。生菜是一种被广泛食用的叶菜类蔬菜,因富含膳食纤维、维生素C(Vc)和可溶性糖等物质,深受人们喜爱。为研究不同光质比例对植物工厂生菜产量和品质的影响,科研人员在前期正常光照的水培生菜采收前,采用不同红(R)蓝(B)光质比例的LED灯进行了72h的连续光照处理,每组输出的功率相同,获得如下实验数据。
光质比例
叶绿素含量(SPAD)
叶面积(cm2)
可溶性糖含量(mg/g)
Vc(mg·g-1)
地上鲜重(g)
1R:4B
24.83
477.58
18.97
3.22
23.60
1R:2B
23.94
541.40
17.38
3.09
26.63
1R:1B
23.47
527.02
19.31
2.34
25.50
2R:1B
27.64
601.15
19.22
2.22
28.97
4R:1B
31.47
597.05
25.21
2.09
29.38
对照组
18.42
360.62
17.13
1.67
16.98
回答下列问题:
(1)培育生菜的营养液中含有水和多种无机盐,无机盐对植物体的作用是 (答出一点即可)营养液的浓度应该 (填“大于”或“等于”或“小于”)根部细胞的细胞液浓度。
(2)据表分析,与对照组相比,采用72h进行LED连续光照处理后,地上部鲜重含量 。提高蓝光比例,维生素C含量 。
(3)实验中选择红蓝光照射的原因是 ,两种光质中类胡萝卜素吸收较少的是 。
(4)为提高生菜产量,据表分析采前选择 的红蓝光比例最为合适,选择此比例的依据是 、 从而提高生菜的净光合速率。
(5)除了红蓝光交替照射外,增强光照强度也可提高生菜的产量和品质。为探究不同光照强度下对生菜可溶性糖含量的影响,请简要写出实验设计思路 。
24.(23-24高一上·浙江嘉兴·期末)为研究CO2浓度对绿萝光合作用速率的影响,某同学以绿萝为材料,采用真空渗水法进行了实验。取长势相同的新鲜绿萝叶,用打孔器(避开大的叶脉)打出直径相同的叶圆片若干;用注射器使叶圆片内的气体全部逸出;处理过的叶圆叶片放入黑暗中盛有清水的烧杯中,此时的叶圆片因细胞间隙充满水而全部沉到水底;将烧杯置于适宜的光强下,会观察到叶圆片上浮。实验结果如图。
(1)光合作用的光反应可为碳反应提供 和 。卡尔文循环中固定CO2的物质是RuBP,RuBP含有 个碳原子,卡尔文循环包括CO2的固定、 的还原和RuBP的再生。
(2)实验还利用溶解氧传感器测得的溶解氧变化来反映光合速率。由于叶片同时进行着 ,所以测得的数据反映的是净光合速率。沉在水底的叶圆片上浮,原因是 。
(3)每组初始叶圆片数量均为 片。结果表明:一定范围内,叶圆片的光合作用速率随CO2浓度增加而增加, 。
(4)结合实验分析,温室中增施有机肥可以增产的原因。 。
25.(23-24高一上·浙江台州·期末)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组:补充尿素(12g·m-2);(3)水+氮组:补充尿素(12g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
水+氮组
叶绿素含量(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
气孔导度(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
光合速率(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度;RuBP羧化酶是一种能催化CO2固定的蛋白质。
回答下列问题:
(1)叶绿素主要分布于玉米叶肉细胞的 。为比较各组叶绿素含量,需要先对其进行提取,实验室里提取时需要加入 以溶解光合色素。
(2)已知参与光合作用的很多分子都含有氮。分析实验数据可知,施氮组比对照组光合速率更快的原因可能是:①氮含量增加引起 增加 ,将更多的光能转化为 中的化学能;②RuBP羧化酶活性更高,催化更多的CO2与 结合。
(3)对缺氮的土壤追施氮肥的同时,往往需要适当浇水,原因有:①水作为 ,促进氮肥的溶解和吸收;②据表可知,施加氮肥同时补水,可导致 显著变大,保证了 循环所需的CO2的供应。
26.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)化学防晒霜中的有效成分氧苯酮(OBZ)是一种紫外线的吸收剂。科研人员测定了一定浓度的OBZ对黄瓜叶片光合作用和呼吸作用速率的影响,结果如图1所示(k为斜率)。 同时也测定了植株正常生长的饱和光强下,不同浓度OBZ处理的黄瓜叶片的气孔导度(Gs)和细胞间隙CO₂浓度(Ci),结果如图2所示。回答下列问题。
(1)提取植物光合色素常用的溶剂是 。叶绿素能否吸收利用紫外线? 请解释原因 。
(2)据图1的实验结果,可推测 OBZ 对 (填“光合”或“呼吸”)作用的影响更明显,判断依据是 。
(3)分析图2 的实验数据,结果表明 OBZ 能够明显 黄瓜叶片的气孔导度(Gs),且与OBZ浓度呈现 关系;除Gs变化会影响 CO2进入减少外,由于 ,从而导致OBZ对细胞间隙 CO2浓度(Ci)影响不明显。
(4)进一步研究发现OBZ严重干扰了光反应系统中的电子传递过程, 合成受阻,进而影响了碳反应中 反应过程。
27.(23-24高一上·浙江金华·期末)春见柑橘俗称“耙耙柑”,肉质脆嫩,酸甜适口,深受人们的喜爱。下图①~⑥表示发生在春见柑橘叶肉细胞中(O2和CO2的移动方向;下表为科研人员进行镁胁迫(镁“缺乏”胁迫或镁“过量”胁迫)对春见柑橘植株生长影响的研究结果。请回答下列问题:
组别
Mg²⁺/(mg·L⁻¹)
株高(m)
叶绿素(a+b)含量/(mg·g⁻¹)
干物质增加量 (g/株·天)
1
0
2.783
0.31
13
2
2.4
3.383
0.40
16.5
3
12
3.642
0.53
17.2
4
24(对照组,适宜含量)
4.450
0.59
19.8
5
240
3.600
0.44
17.0
(1)为了测定叶绿素(a+b)含量,需称取 定量的春见柑橘的叶片,先利用 试剂提取光合色素,再用 法分离出叶绿素 a 和叶绿素 b,进一步用特定方法测定其含量。缺镁组叶片偏黄,原因是 。
(2)组别1干物质增加量大于0,原因是 。若某时刻叶肉细胞中只发生图示中的①和②过程,此时植株的真正光合速率 (填“>”、“=”或“<”)呼吸速率。
(3)通过分析表中数据可知,随着 程度的增加,对株高和叶绿素含量的负面影响增加。科研人员取镁过量这一组的叶肉细胞进行亚显微观察,发现部分叶绿体解体,部分叶绿体未解体,但内部的淀粉粒含量明显增多,据此现象分析,镁过量导致干物质增加量降低的原因可能有 (写出两点)。请画出正常情况下叶绿体结构模式图 。
28.(23-24高一上·浙江丽水·期末)某科研小组为探究氮肥对光合作用的影响,将一批长势相同的玉米植株随机均分成两组,处理方式及相关生理指标如下表。
处理方式
生理指标
气孔导度(mmol·m-2s-1)
叶绿素含量(mg·g-1)
RuBP羧化酶活性
(μmol·h-1g-1)
光合速率(μmolCO2·m-2s-1)
对照组
85
9.8
316
6.5
施氮组
65
11.8
640
8.5
(注:气孔导度越大反映气孔开放的程度越大;RuBP为五碳糖)
请回答下列问题:
(1)本实验的可变因素(即自变量)是 ;光合速率通过测每秒每平方米叶面积吸收的 量表示。
(2)玉米叶绿素分布在叶绿体的 上。为测定叶绿素含量,研磨玉米叶片时,加入95%乙醇的目的是 。为防止叶绿素被破坏,研磨时可加入适量的 。
(3)施氮组的光合速率增加的原因:一是氮参与组成叶绿素,能够吸收并 光能,用于驱动 的分解,并合成 、 用于碳反应;二是氮参与 酶合成,促进CO2分子与五碳糖的固定,反应形成产物进一步被还原为 。
(4)据实验结果分析,施氮组气孔导度比对照组小,推测原因是 ,因此为了提高光合速率,在施氮同时补充 ,以增大气孔导度。
29.(23-24高一上·浙江·期末)青蚕豆产值高,市场前景好,是丰富的“菜篮子”,在生产实践中可通过夜间补光,使青蚕豆提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对青蚕豆成花的影响,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)常用 (试剂)提取青蚕豆植株叶片中的光合色素,其中叶绿素主要吸收 ,分离色素时,胡萝卜素在滤纸条上扩散的速度最快,原因是 。
(2)青蚕豆叶片的叶绿体中,固定二氧化碳的物质是 ,还原三碳酸需要光反应提供 (物质)。若正常进行光合作用的青蚕豆突然降低光照强度,短时间内其叶绿体内三碳酸的含量 (填“上升”、“下降”或“基本不变”)。
(3)根据图示结果,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(4)生产上可选用 LED灯或不同滤光性薄膜获得不同光质进行补光,使青蚕豆提前开花,提早上市。
30.(23-24高一上·浙江宁波·期末)某兴趣小组利用图甲装置测定光波长和绿萝叶片光合速率之间的关系,O2传感器和CO2传感器能测量装置内的O2和CO2的变化量。实验结果如图乙所示。
回答下列问题:
(1)为控制无关变量,选取的新鲜绿萝叶片应 。
(2)测量不同波长条件下绿萝叶片的光合速率时,选择实验所需的不同波长的光,照射叶片10min,利用传感器记录3个装置中的 ,用于计算平均净光合速率。实验结束后,通风30min,使装置内气体含量恢复到初始浓度,其目的是 。要获得图乙中的O2产生速率和CO2固定速率,还需要将装置置于黑暗条件下反应10min,测量
(3)图乙中的O2产生速率和CO2同化速率分别代表绿萝叶片的光反应和暗反应,两者在物质变化上的联系是光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供 ;在能量转化方面的联系是 。
(4)实验结果表明,图乙曲线与光合色素的吸收光谱基本一致,原因是 。
31.(23-24高一上·浙江湖州·期末)锌是植物必需的微量元素之一。科研人员探究缺锌对苹果植株叶片光合作用速率的影响,得到的实验结果如下表。分析并回答下列问题:
组别
锌含量(mg·kg-1)
叶绿素含量(mg·g-1.FW-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
气孔导度(mol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(ppm)
A组
21.9
3.18
16.6
443
180
B组
15.0
3.03
14.8
430
277
C组
11.2
1.51
12.1
410
295
注:FW表示鲜重;气孔导度表示的是气孔张开的程度,CO2可通过气孔扩散进入植物体。
(1)叶绿素主要分布在叶绿体的 ,常选择有机溶剂 提取光合色素,并用 法对其分离。
(2)本实验的自变量是 。据表分析,缺锌导致净光合速率下降的主要原因是 含量下降,导致光反应速率降低,使得光反应为卡尔文循环提供的 、 减少,进而影响了卡尔文循环的 过程。
(3)据表分析,A组气孔导度高于C组,而胞间CO2浓度却低于C组,主要原因是A组的 高于C组,即单位时间单位叶面积消耗的CO2更多。
(
3
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题05 光合作用
1.(23-24高一上·浙江温州·期末)沃柑是喜阳植物,需充足光照,长期阴雨天气会导致叶片发黄。某科研小组提取并分离了甲组(长期阴雨天气)和乙组(充足光照)沃柑叶片的光合色素,并比较两组滤纸条自上而下的四条色素带。下列叙述正确的是( )
A.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
B.分离色素时层析液应没过滤液细线
C.甲组滤纸条上第三、四条色素带明显变窄
D.乙组滤纸条上第二条色素带呈蓝绿色
【答案】C
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素;溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。(3)各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;二氧化硅:使研磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。(4)结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、提取色素时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏,加入二氧化硅是为了使研磨更充分,A错误;
B、纸层析过程中滤液细线接触层析液会导致色素溶解,无法得到实验结果,B错误;
C、阴雨天气叶片发黄是由于叶绿素含量减少,推测第三和第四色素条带颜色会变浅变窄,C正确;
D、第二条色素带是叶黄素,为黄色,D错误。
故选C。
2.(23-24高一上·浙江丽水·期末)下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。a点对应的光照强度下,该植物( )
A.没有进行光合作用,但进行细胞呼吸 B.没有进行细胞呼吸,但进行光合作用
C.光合作用与细胞呼吸都没有进行 D.光合速率与呼吸速率相等
【答案】D
【分析】光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】由曲线可看出,在一定的光照强度范围内,植物光合作用强度随光照强度的增大而增大,光照强度达到一定程度后,光合作用强度不再增大。图中光照强度达到a点时,CO2的吸收为0,说明此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等,D正确,ABC错误。
故选D。
3.(23-24高一上·浙江湖州·期末)生物兴趣小组取秋天变黄的银杏叶进行了色素的提取和分离实验,实验结果如下图所示,其中①~④表示色素带。下列叙述正确的是( )
A.①是叶黄素,②是胡萝卜素
B.为研磨充分需加入适量的碳酸钙
C.分离时层析液液面应高于滤液细线
D.与夏季相比,③、④变窄可能是低温导致的
【答案】D
【分析】(1)提取色素的原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,所以可以用无水乙醇提取。在研磨时,加入二氧化硅有助于研磨充分,加入碳酸钙是防止研磨中色素被破坏。(2)分离色素的原理:绿叶中的四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素分子会随层析液在滤纸上通过扩散而分离开。用纸层析法分离色素时,不能让滤液细线触及层析液,否则色素会溶入层析液中。(3)分离的结果:滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带。①是胡萝卜素,②是叶黄素,③是叶绿素a,④是叶绿素b。
【详解】A、由图可知,①是胡萝卜素,②是叶黄素,③是叶绿素a,④是叶绿素b,A错误;
B、光合色素提取时,需加入二氧化硅,其目的是使研磨更加充分,B错误;
C、用纸层析法分离色素时,不能让滤液细线触及层析液,否则色素会溶入层析液中,C错误;
D、叶绿素不稳定,气温低可能导致叶绿素被破坏,D正确。
故选D。
4.(23-24高一上·浙江宁波·期末)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+RuBP(即C5)→2C3。下列叙述错误的是( )
A.C3经过一系列的变化能再形成RuBP
B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C.植物细胞RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
D.单位时间内CO2固定量越多说明单位质量的该酶活性越高
【答案】B
【分析】光合作用的过程:①的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;②光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物和RuBP,A正确;
B、RuBP羧化酶催化的上述反应为暗反应,有光无光条件下均可进行,B错误;
C、植物细胞RuBP羧化酶催化上述反应(暗反应)的场所是叶绿体基质,C正确;
D、单位时间内CO2固定量越多,即反应越快,说明单位质量的该酶活性越高,D正确。
故选B。
5.(23-24高一上·浙江衢州·期末)秋冬季节部分树种叶片由绿色逐渐变黄,这与光合色素的种类和相对含量有关。下列关于光合色素及其提取与分离实验的相关叙述错误的是( )
A.叶绿体的类囊体膜上含有其自身光合作用所需的各种色素
B.分离光合色素的原理是不同色素在酒精中的溶解度不同
C.从新鲜绿色叶片中提取并分离出4种色素,其中呈蓝绿色的是叶绿素a
D.深秋叶片变黄可能是由于叶绿素合成速度变慢或停止
【答案】B
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】A、光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上,故叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素,A正确;
B、分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着层析液扩散的速度不同,B错误;
C、从新鲜绿色叶片中提取并分离出4种色素,从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色),C正确;
D、深秋季节,温度降低,叶绿素合成速度变慢或停止,导致叶片变黄,D正确。
故选B。
6.(23-24高一上·浙江台州·期末)某蔬菜植株在不同温度和不同光照强度下的光合速率变化情况如下图所示(其他条件均相同且适宜)。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.A点绝对值可以反映蔬菜在25℃时的呼吸速率
B.B点时某叶肉细胞光合作用所需CO2来自该细胞的线粒体及细胞外
C.C点为该植株在15℃条件下的光饱和点
D.光照强度为12klx时,将温度从15℃提高到25℃可增加该蔬菜产量
【答案】C
【分析】由图可知,图中A点无光照,植株只进行呼吸作用;B点时整株植株光合速率等于呼吸速率,单个叶肉细胞光合速率大于呼吸速率;C点对应的横坐标为该植株在15℃条件下的光饱和点。
【详解】A、A点无光照,植株只进行呼吸作用,A点对应的绝对值可以反映蔬菜在25℃时的呼吸速率,A正确;
B、B点时整株植株光合速率等于呼吸速率,单个叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,某叶肉细胞光合作用所需CO2来自该细胞的线粒体及细胞外,B正确;
C、C点对应的横坐标为该植株在15℃条件下的光饱和点,C错误;
D、光照强度为12klx时,将温度从15℃提高到25℃,净光合速率增大,可增加该蔬菜产量,D正确。
故选C。
7.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)下图是某些细胞器的亚显微结构模式图,相关叙述错误的是( )
A.①是中心体,在动物细胞中与细胞的有丝分裂有关
B.②是线粒体,内膜向内腔折叠形成嵴,为酶的附着提供更多位点
C.③是叶绿体,由双层膜包被,其中内膜向内折叠,极大地拓展了受光面积
D.④是粗面内质网,附有核糖体,与分泌蛋白的加工、运输相关
【答案】C
【分析】分析题图:①为中心体,②为线粒体,③为叶绿体,④为内质网。
【详解】A、图中①为中心体,是无膜的细胞器,与细胞有丝分裂有关,分布在动物和低等植物细胞中,A正确;
B、②为线粒体,是具双层膜的细胞器,内膜向内折叠形成嵴以增大面积,为酶的附着提供更多位点,是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所,B正确;
C、③为叶绿体,是具双层膜的细胞器,是光合作用的场所,叶绿体内部有众多的基粒和类囊体,类囊体可堆叠成基粒,极大地拓展了受光面积,C错误;
D、④为内质网,内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。它由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。有些内质网上有核糖体附着,叫粗面内质网;有些内质网上不含有核糖体,叫光面内质网;故内质网根据是否有核糖体附着,分粗面内质网和光面内质网,D正确。
故选C。
8.(23-24高一上·浙江金华·期末)某研究小组测定了某植物在不同CO2下CO2吸收速率随光照强度的变化,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.实验的自变量有光照强度和CO2浓度
B.a点为光补偿点,b、c点不是光饱和点
C.b点时叶肉细胞内三碳酸合成速率较 a 点高
D.若在 c 点条件下补光处理,会提高光合速率
【答案】D
【分析】植物的实际光合作用速率=净光合速率+呼吸速率,其中实际光合速率可用O2的利用量、CO2的固定量、有机物的制造量表示;净光合速率可用光照下O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量表示;呼吸速率可用黑暗中CO2的释放量表示。
【详解】A、由图可知,实验的自变量是光照强度和CO2浓度,A正确;
B、a点时光合作用等于呼吸作用强度,为光补偿点,b、c点所对应的光照强度达到饱和,但b、c不是光饱和点,B正确;
C、b点是光照强度增强,光合作用速率远大于a点,因此暗反应速率和光反应速率也大于a点,即b点时叶肉细胞内三碳酸合成速率较 a 点高,C正确;
D、c点对应的光照强度为光饱和点,再增加光照强度,光合作用速率不会升高,此时限制因素为CO2浓度,D错误。
故选D。
9.(23-24高一上·浙江宁波·期末)某研究小组进行某植物的栽培试验,图 1 表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下测得的光合速率曲线和黑暗条件下的呼吸速率曲线; 图2 为在恒温密闭玻璃温室中,连续 24h测定的温室内CO₂浓度以及植物CO₂吸收速率的变化曲线。据图分析,下列说法中正确的是( )
A.图1中,植物光合作用相关酶失活的温度高于呼吸相关酶失活的温度
B.6h时, 图2 叶肉细胞产生[H](NADPH 或者 NADH)的细胞器有叶绿体、线粒体和细胞质基质等
C.18h时,图2叶肉细胞中叶绿体产生的O₂量大于线粒体消耗的O₂量
D.该植株在进行光合作用且吸收CO₂的量为0时, 在两图中的描述点共有4个
【答案】C
【分析】1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程。有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2、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变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H](NADPH)与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H](NADPH)的作用下还原生成淀粉等有机物。
【详解】A、由图1可知,当温度达到55℃时,光合作用不再吸收二氧化碳,只剩下呼吸作用释放二氧化碳的曲线,表示植物不再进行光合作用,即光合作用相关酶失活的温度为55℃,而此时依然有呼吸作用,A错误;
B、图2显示,6h时,光合作用强度与合成作用强度相等,因此叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质等,B错误;
C、图2中18h时,植物的光合速率等于呼吸速率,由于叶肉细胞光合作用制造的有机物需要满足整个植株对有机物的消耗,因此,叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,即此时叶肉细胞的叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量,C正确;
D、图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有2个,图1中,光合作用与呼吸作用相等的温度条件是40℃,共3个,D错误。
故选C。
10.(23-24高一上·浙江丽水·期末)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。下表为生产和生活中常采取的一些措施与原理,下列叙述错误的是( )
措施
原理
A
栽种作物时适当增大密度
增加光能的利用率,提高光合产量
B
种植作物时中耕松土
增加土壤中氧气的含量,抑制根部细胞呼吸
C
蔬菜采收后置于冰箱冷藏存放
降低酶活性,降低细胞呼吸速率
D
玉米等种子收获后经晒干储藏
减少自由水含量,降低细胞呼吸速率
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】种子储藏时要降低自由水含量,进而使细胞呼吸减弱,以减少有机物的消耗;而蔬菜、水果的储存要保持适当水分;松土可以提高土壤中氧气的含量,有利于根细胞的有氧呼吸,从而为根吸收矿质离子提供更多的能量。
【详解】A、栽种作物时合理密植,适当增大密度,可以增加光能的利用率,提高光合产量,A正确;
B、栽种庄稼的过程中疏松土壤的目的是为了提高土壤中氧气的含量,有利于根细胞的有氧呼吸作用,从而促进根部对矿质元素的吸收,而不是抑制根部的细胞呼吸,B错误;
C、蔬菜保鲜的目的是既要保持水分,又要降低呼吸作用,采收后置于冰箱冷藏存放,保持零上低温,可以降低酶活性,降低细胞呼吸速率,C正确;
D、玉米种子储藏过程时需要通过晒干降低自由水含量,进而降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗,延长储存时间,D正确。
故选B。
11.(23-24高一上·浙江·期末)高温是制约世界粮食安全的因素之一。科学家将小麦分别置于高温环境(HT)和正常温度环境(CT)下生长一定时间后,测定HT植株和CT植株在不同温度下的光合速率,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.根据实验结果判断HT植株更适应高温环境
【答案】B
【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。
2、真正(总)光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】AB、CO2吸收速率代表净光合速率,而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等,则两组植株的CO2吸收速率最大值接近,但呼吸速率未知,故35℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较,A正确,B错误;
C、由图可知,50℃时HT植株的净光合速率大于零,说明能积累有机物,而CT植株的净光合速率等于零,说明不能积累有机物,C正确;
D、由图可知,在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零,能积累有机物进行生长发育,体现了HT植株对高温环境较适应,D正确。
故选B。
12.(23-24高一上·浙江湖州·期末)紫菜是一种广受欢迎的多细胞藻类,被用于制作食品、药品和化妆品等。现以紫菜为材料进行实验,探究光强度对其光合速率的影响,其他条件均适宜,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.单位时间内c点产生O2的量低于b点
B.提高实验温度,b和c点都有可能会下降
C.在一定范围内,光合速率随光强度增加而升高
D.a点时,限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度
【答案】D
【分析】1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强.当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强.当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【详解】A、c点的二氧化碳浓度为0.03%,而b点的二氧化碳浓度为1%,从图中可看出,单位时间内c点二氧化碳的固定量低于b点,因此c点产生O2的量低于b点,A正确;
B、提高实验温度,b和c点都有可能会下降,因为此时实验温度为适宜温度,B正确;
C、由图可知,在一定范围内,光合速率随光强度增加而升高,C正确;
D、a点时,限制紫菜光合速率的主要因素是光照强度,D错误。
故选D。
13.(23-24高一上·浙江温州·期末)棉花是重要的经济作物,其叶片光合作用过程如图所示,a~g代表物质。下列叙述错误的是( )
A.b和d在光下形成,为三碳糖的形成提供能量
B.若减少g的供应,短时间内 e的含量将减少
C.f是三碳酸C3,R酶催化CO2的固定过程
D.去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降
【答案】B
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:①光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解以及ATP的形成;②光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2固定形成C3,C3还原生成糖类等有机物。
【详解】A、b和d为光反应的产物ATP和NADPH,在光下形成,可为暗反应三碳糖的形成提供能量,A正确;
B、g为CO2,若减少g的供应,短时间内CO2与e(五碳化合物)固定形成f的速率减小,但光反应速率不变,因此C3的还原速率不变,即e的生成速率不变,故短时间内e的含量将增加,B错误;
C、f是CO2与C5固定形成的三碳酸C3,R酶催化CO2的固定过程,C正确;
D、去除棉铃会导致蔗糖外运减少,三碳糖转化形成淀粉增加,淀粉在细胞内积累会抑制光合速率,因此去除棉铃可能会导致叶片光合速率下降,D正确。
故选B。
(23-24高一上·浙江宁波·期末)阅读下列材料,完成下面小题。
某科研团队探究高温对生菜光合色素含量的影响,实验结果如下图所示。
14.在实验过程中,需要控制可能影响实验结果的变量,以保证实验结果的准确性和可靠性。下列操作不需要各组间保持一致的是( )
A.提取色素的绿叶质量
B.加入无水乙醇的体积
C.设定生菜生长的温度
D.密封光合色素提取液
15.由实验结果图分析可知( )
A.高温会使生菜光合色素种类变少
B.高温对生菜光合色素含量没有影响
C.持续高温会减弱叶绿体的光反应
D.持续高温不影响叶绿体的碳反应
【答案】14.C 15.C
【分析】本实验探究高温对生菜植株光合色素含量的影响,温度是自变量,光合色素的含量为因变量,无关变量在实验中应该相同且适宜
14.ABCD、本实验探究高温对生菜植株光合色素含量的影响,温度是自变量,光合色素的含量为因变量,无关变量在实验中应该相同且适宜,提取色素的绿叶质量需要一致,加入无水乙醇的体积需要一致;并且都需要密封光合色素提取液;温度是自变量,所以设定生菜生长的温度不能一致,ABD错误,C正确。
故选C。
15.AB、与常温相比,高温条件下,叶绿素和类胡萝卜素含量较少,但仍然是这两类色素,因此高温处理使叶绿体色素的种类不变,叶绿素含量类胡萝卜素减少,AB错误。
CD、高温使光合色素含量,因此持续高温的环境下,植物对光能的捕获与能量转换能力会减弱,会减弱叶绿体的光反应,进而影响叶绿体的碳反应,C正确,D错误。
故选C。
16.(23-24高一上·浙江宁波·期末)夏季晴朗无云的白天,某绿色植物在10时左右光合速率达到峰值,12时左右光合速率明显减弱。结合气孔张开面积与时间的关系图,分析10-12时光合速率减弱的原因可能是( )
A.叶片蒸腾作用过强,失水过多,导致光反应原料减少
B.环境温度升高,光合酶活性降低,呼吸酶不受影响
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,光反应减弱
D.光反应产物积累,叶片转化光能的能力下降,光合速率减慢
【答案】D
【分析】影响光合作用的因素:
(1)光照强度:光照会影响光反应,从而影响光合作用,因此,当光照强度低于光饱和点时,光合速率随光照强度的增加而增加,但达到光饱和点后,光合作用不再随光照强度增加而增加;
(2)CO2浓度:CO2是光合作用暗反应的原料,在一定范围内,光合速率会随CO2浓度的增高而增高;
(3)温度:温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性,或气孔开度;
(4)矿质元素:在一定范围内,增大必须矿质元素的供应,以提高光合作用速率;
(5)水分:水是光合作用的原料,缺水既可直接影响光合作用,植物缺水时又会导致气孔关闭,影响CO2的吸收,使光合作用减弱。
【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔张开面积下降,进入体内的CO2量减少,导致暗反应原料减少,光合速率减弱,A错误;
B、夏季中午环境温度升高,导致光合酶与呼吸酶活性均受影响,光合速率减弱,B错误;
C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上,C错误;
D、夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔张开面积下降,进入体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合速率减弱,D正确。
故选D。
17.(23-24高一上·浙江衢州·期末)建构模型是科学研究的常用方法,下列相关叙述错误的是( )
A.常见的模型主要有数学模型、概念模型、物理模型等
B.真核细胞的三维结构模型属于物理模型
C.温度对酶活性影响的曲线图属于数学模型
D.描述光合作用反应过程及关系的文字图解属于物理模型
【答案】D
【分析】模型构建法:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助具体的实物或其它形象化的手段,有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。
【详解】A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,常见的模型主要有数学模型、概念模型、物理模型等,A正确;
B、实物、图画属于物理模型,真核细胞的三维结构模型属于物理模型,B正确;
C、数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,图表、公式属于数学模型,温度对酶活性影响的曲线图属于数学模型,C正确;
D、概念模型指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型,描述光合作用反应过程及关系的文字图解属于概念模型,D错误。
故选D。
18.(23-24高一上·浙江衢州·期末)光合速率受到多种环境因素的影响。为研究车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系,某科研小组进行研究实验,结果如图所示。据图分析下列相关叙述,错误的是( )
A.低于最适叶片温度时,光合速率随叶片温度升高而升高
B.在一定范围内,CO2浓度高的组别光合速率的最适叶片温度也高
C.本实验的自变量为叶片温度,图中限制M点的环境因素是温度
D.图中N点与M点相比,相同时间内叶肉细胞中三碳酸和五碳糖的生成量都多
【答案】C
【分析】题图分析:(1)图中所展现有两个影响光合速率的因素:一个是CO2的浓度,另一个是温度。(2)当温度相同时,光合速率会随着CO2的浓度升高而增大;当CO2的浓度相同时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小。(3)当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知,当CO2浓度一定时,光合速率会随着温度的升高而增大,达到最适温度时,光合速率达到最高值,后随着温度的继续升高而减小,A正确;
B、分析题图可知,当CO2浓度为200μL·L-1时,最适温度为25℃左右;当CO2浓度为370μL·L-1时,最适温度为30℃;当CO2浓度为1000μL·L-1时,最适温度接近40℃,可以表明在一定范围内,CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高,B正确;
C、本实验的自变量为叶片温度和CO2浓度,图中限制M点的环境因素是温度,C错误;
D、图中N点与M点相比,温度有所升高,酶的活性升高,光合速率增大,故相同时间内叶肉细胞中三碳酸和五碳糖的生成量都多,D正确。
故选C。
19.(23-24高一上·浙江湖州·期末)拟南芥广泛应用于植物生理学、遗传学等领域的研究。如图为拟南芥在不同温度下相关指标的变化曲线(单位:mmol·cm-2·h-1),实线是光照条件下CO2的吸收速率,虚线是黑暗条件下CO2的产生速率。下列叙述错误的是( )
A.实线表示拟南芥的净光合速率
B.30℃时总光合速率为10mmol·cm-2·h-1)
C.B点表示呼吸速率恰好与光合作用速率相等
D.温度通过影响酶活性从而影响拟南芥的光合速率
【答案】C
【分析】分析题文描述和题图:实线表示净光合速率,虚线表示呼吸速率。30℃时净光合速率最大。
【详解】A、实线表示的是CO2的吸收速率,则代表拟南芥的净光合速率,A正确;
B、30℃时,净光合速率是8mmol·cm-2·h-1,此时CO2的产生速率是2mmol·cm-2·h-1,则总光合速率为8+2=10mmol·cm-2·h-1,B正确;
C、B点时,净光合速率等于呼吸作用速率,即光合作用速率是呼吸速率的2倍,C错误;
D、温度能够影响酶的活性,如图表示温度通过影响酶活性从而影响拟南芥的光合速率,D正确。
故选C。
20.(23-24高一上·浙江湖州·期末)植物体内光合作用及产物的利用过程如图所示,其中①②表示生理过程,I~Ⅲ表示反应场所,a~d表示物质。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.反应场所Ⅱ是叶绿体基质
B.②过程生成的物质c是三碳酸
C.a物质是五碳糖,①过程是CO2的固定
D.d一般为淀粉,供植物体其他细胞利用
【答案】C
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。暗反应的场所是叶绿体基质,光反应的场所是类囊体薄膜,包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和C3的还原。
【详解】A、反应场所Ⅱ发生的是细胞呼吸以及其他代谢,不是叶绿体基质,应为细胞质基质,A错误;
B、①②过程为暗反应过程,a是五碳糖,b是三碳酸,c是三碳糖,B错误;
C、由图分析可知,①②过程为暗反应过程,其中①过程是CO2的固定,a是五碳糖,C正确;
D、d是有机物,供植物体其他细胞利用,是以蔗糖的形式运输,D错误。
故选C。
21.(23-24高一上·浙江温州·期末)研究小组用图甲密闭装置进行某绿色植物光合作用和呼吸作用的探究实验。在环境温度为25℃条件下先黑暗处理15min,再转移至最适光照强度下继续实验,结果如图乙所示。已知25℃是该植物光合作用的最适温度,30℃是该植物细胞呼吸的最适温度。下列叙述正确的是( )
A.M点前,叶肉细胞中产生ATP的场所是线粒体
B.M点时,光合速率与呼吸速率相等
C.MN段光合速率逐渐减小
D.N点时,植物不进行光合作用
【答案】C
【分析】如图甲中氧气的变化可以知道绿色植物的生理状态,M点时开始进行光合作用。
【详解】A、M点前,黑暗时叶肉细胞只进行呼吸作用,有氧呼吸的第一阶段,也会产生ATP,场所是细胞质基质,A错误;
B、M点时,氧气浓度开始增加,说明光合速率大于呼吸速率,B错误;
C、M到N,图像的斜率逐渐减小,说明光合作用速率逐渐减小,C正确;
D、N点时,氧气浓度不变,说明光合速率等于呼吸速率,D错误。
故选C。
22.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)随着光照强度的变化,叶绿体在细胞中的分布和位置也会发生相应改变,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下叶绿体移到细胞的四周,有利于叶肉细胞更充分地吸收光能
B.强光条件下叶绿体移到细胞的两侧,可以避免强光灼伤叶绿体
C.若破坏细胞骨架,推测叶绿体的定位和运动会出现异常
D.叶绿体中光合作用的产物通常以葡萄糖的形式储存,以防止叶绿体内渗透压过高
【答案】D
【分析】1、叶绿体是具有双层膜结构的细胞器,叶绿体基质中类囊体薄膜堆叠成基粒,类囊体薄膜上分布着光合作用有关的色素,与光能的吸收、传递和转化有关。
2、光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应的场所为类囊体薄膜,包括水的光解生成还原氢和氧气以及ATP的合成;暗反应的场所为叶绿体基质,包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。
【详解】AB、据图可知,弱光条件下,弱光条件下叶绿体移到细胞的四周能最大限度的吸收光能,保证高效率的光合作用,而强光条件下,叶绿体移动到细胞两侧,以避免强光的伤害,AB正确;
C、细胞骨架与细胞运动、分类、分化以及物质的运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,若破坏细胞骨架成分后,叶绿体定位异常,推测叶绿体的定位和运动会出现异常,C正确;
D、葡萄糖形成淀粉后叶绿体内溶质微粒数减少,同时伴随水的生成,渗透压降低,所以光合作用的产物以淀粉而不是葡萄糖形式储存,可以防止叶绿体内渗透压过高,D错误。
故选D。
23.(23-24高一上·浙江衢州·期末)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,能摆脱自然环境的限制,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素而实现高效生产。生菜是一种被广泛食用的叶菜类蔬菜,因富含膳食纤维、维生素C(Vc)和可溶性糖等物质,深受人们喜爱。为研究不同光质比例对植物工厂生菜产量和品质的影响,科研人员在前期正常光照的水培生菜采收前,采用不同红(R)蓝(B)光质比例的LED灯进行了72h的连续光照处理,每组输出的功率相同,获得如下实验数据。
光质比例
叶绿素含量(SPAD)
叶面积(cm2)
可溶性糖含量(mg/g)
Vc(mg·g-1)
地上鲜重(g)
1R:4B
24.83
477.58
18.97
3.22
23.60
1R:2B
23.94
541.40
17.38
3.09
26.63
1R:1B
23.47
527.02
19.31
2.34
25.50
2R:1B
27.64
601.15
19.22
2.22
28.97
4R:1B
31.47
597.05
25.21
2.09
29.38
对照组
18.42
360.62
17.13
1.67
16.98
回答下列问题:
(1)培育生菜的营养液中含有水和多种无机盐,无机盐对植物体的作用是 (答出一点即可)营养液的浓度应该 (填“大于”或“等于”或“小于”)根部细胞的细胞液浓度。
(2)据表分析,与对照组相比,采用72h进行LED连续光照处理后,地上部鲜重含量 。提高蓝光比例,维生素C含量 。
(3)实验中选择红蓝光照射的原因是 ,两种光质中类胡萝卜素吸收较少的是 。
(4)为提高生菜产量,据表分析采前选择 的红蓝光比例最为合适,选择此比例的依据是 、 从而提高生菜的净光合速率。
(5)除了红蓝光交替照射外,增强光照强度也可提高生菜的产量和品质。为探究不同光照强度下对生菜可溶性糖含量的影响,请简要写出实验设计思路 。
【答案】(1) 参与构成细胞内的复杂化合物/维持细胞和生物体的正常生命活动/维持渗透压平衡和酸碱平衡 小于
(2) 增加 增加
(3) 光合作用主要吸收红光和蓝紫光 红光
(4) 4R:1B 叶绿素含量高 叶面积较大
(5)①选取相同品种生长状况相似的生菜随机均分为若干组:②置于不同光照强度下,其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间;③测量各组可溶性糖含量并记录分析
【分析】影响光合作用强度的外界因素:空气中二氧化碳的浓度,土壤中水分的多少,光照的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等。净光合作用强度可以通过测定一定时间内二氧化碳的吸收速率、氧气的释放速率和有机物的积累速率来定量地表示。
【详解】(1)培育生菜的营养液中含有水和多种无机盐,无机盐对植物体的作用有参与构成细胞内的复杂化合物、维持细胞和生物体的正常生命活动、维持渗透压平衡和酸碱平衡等。营养液的浓度应该小于根部细胞的细胞液浓度,以防止根部细胞失水。
(2)从表中可以看出,与对照组相比,采用72h进行LED连续光照处理后,地上部鲜重含量增加。提高蓝光比例,维生素C含量增加。
(3)由于光合作用主要吸收红光和蓝紫光,故实验中选择红蓝光照射效果较好。其中类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,对红光吸收较少。
(4)据表可知,为提高生菜产量,采前选择4R:1B的红蓝光比例最为合适,选择此比例的依据是叶绿素含量高、 叶面积较大,从而提高生菜的净光合速率。
(5)除红蓝光交替照射外,增强光照强度也可提高生菜的产量和品质。为探究不同光照强度下对生菜可溶性糖含量的影响,该实验的自变量是不同光照强度,因变量是可溶性糖含量,根据实验设计需要遵循对照原则和单一变量原则,故实验设计思路是:①选取相同品种生长状况相似的生菜随机均分为若干组:②置于不同光照强度下,其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间;③测量各组可溶性糖含量并记录分析。
24.(23-24高一上·浙江嘉兴·期末)为研究CO2浓度对绿萝光合作用速率的影响,某同学以绿萝为材料,采用真空渗水法进行了实验。取长势相同的新鲜绿萝叶,用打孔器(避开大的叶脉)打出直径相同的叶圆片若干;用注射器使叶圆片内的气体全部逸出;处理过的叶圆叶片放入黑暗中盛有清水的烧杯中,此时的叶圆片因细胞间隙充满水而全部沉到水底;将烧杯置于适宜的光强下,会观察到叶圆片上浮。实验结果如图。
(1)光合作用的光反应可为碳反应提供 和 。卡尔文循环中固定CO2的物质是RuBP,RuBP含有 个碳原子,卡尔文循环包括CO2的固定、 的还原和RuBP的再生。
(2)实验还利用溶解氧传感器测得的溶解氧变化来反映光合速率。由于叶片同时进行着 ,所以测得的数据反映的是净光合速率。沉在水底的叶圆片上浮,原因是 。
(3)每组初始叶圆片数量均为 片。结果表明:一定范围内,叶圆片的光合作用速率随CO2浓度增加而增加, 。
(4)结合实验分析,温室中增施有机肥可以增产的原因。 。
【答案】(1) ATP NADPH 5 三碳酸
(2) 需氧呼吸 叶肉细胞光合作用释放O2并在细胞间积累
(3) 20 超过一定浓度,光合作用速率下降
(4)有机肥分解可释放CO2
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且 释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应,必须有光才能进行,这个阶段叫作光反应阶段,光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。 光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段, CO2被利用,经过一系列的反应后生成糖类。
【详解】(1)光合色素吸收的光能一部分用于将水分解为氧和H+,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶 Ⅱ(NADPH)。二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形 成ATP。这样,光能就转化为储存在ATP中的化学能。光反应过程形成的ATP和NADPH都参与暗反应。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2,在特定酶的作用下, 与C5(一种五碳化合物)结合,这个过程称作CO2的固定。卡尔文循环中固定CO2的物质是RuBP,因此RuBP是一种五碳化合物,含有五个碳原子。卡尔文循环包括CO2的固定、三碳酸的还原和RuBP的再生。
(2)为研究CO2浓度对绿萝光合作用速率的影响,必须保证叶子是有活性的,因此,实验过程中叶片同时进行着需氧呼吸,所以测得的数据反映的是净光合速率。光合作用强度大于需氧呼吸的强度时,叶肉细胞光合作用释放O2并在细胞间积累,使沉在水底的叶圆片上浮。
(3)据图可知,当叶圆片上升数达到20时,数量不再增加,可推测,每组初始叶圆片数量均为20片。据图可知,CO2浓度在0-1.5%范围时,相同时间内叶片上升数逐渐增加。CO2浓度为2.0%时,相同时间叶片上升数小于1.5%时叶片上升数。因此,结果表明:一定范围内,叶圆片的光合作用速率随CO2浓度增加而增加,超过一定浓度,CO2浓度增加,光合作用速率下降。
(4)结合实验分析可知,在温室中增施有机肥,有机肥分解可释放CO2,适当提高温室中CO2的浓度,可达到增产的目的。
25.(23-24高一上·浙江台州·期末)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组:补充尿素(12g·m-2);(3)水+氮组:补充尿素(12g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
水+氮组
叶绿素含量(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
气孔导度(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
光合速率(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度;RuBP羧化酶是一种能催化CO2固定的蛋白质。
回答下列问题:
(1)叶绿素主要分布于玉米叶肉细胞的 。为比较各组叶绿素含量,需要先对其进行提取,实验室里提取时需要加入 以溶解光合色素。
(2)已知参与光合作用的很多分子都含有氮。分析实验数据可知,施氮组比对照组光合速率更快的原因可能是:①氮含量增加引起 增加 ,将更多的光能转化为 中的化学能;②RuBP羧化酶活性更高,催化更多的CO2与 结合。
(3)对缺氮的土壤追施氮肥的同时,往往需要适当浇水,原因有:①水作为 ,促进氮肥的溶解和吸收;②据表可知,施加氮肥同时补水,可导致 显著变大,保证了 循环所需的CO2的供应。
【答案】(1) 类囊体膜(基粒、光合膜) 95%的酒精(或无水乙醇)
(2) 叶绿素含量 ATP和NADPH 五碳糖(C5)
(3) 良好的溶剂 气孔导度 卡尔文
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,其中光反应包括水的光解和ATP的生成,暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】(1)叶绿素属于光合色素,主要分布在玉米叶肉细胞的类囊体膜(基粒、光合膜);色素易溶于有机溶剂,故为比较各组叶绿素含量,需要先对其进行提取,实验室里提取时需要加入95%的酒精(或无水乙醇)以溶解光合色素。
(2)叶绿素可参与光合作用光反应过程,叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg等,氮含量增加引起叶绿素含量增加 ,将更多的光能转化为ATP和NADPH中的化学能;分析题意,RuBP羧化酶羧化酶是一种能催化CO2固定的蛋白质,故RuBP羧化酶活性更高,催化更多的CO2与五碳糖(C5)结合。
(3)水是细胞中的良好溶剂,故对缺氮的土壤追施氮肥的同时,往往需要适当浇水,可以促进氮肥的溶解和吸收;二氧化碳可参与光合作用的暗反应过程, 据表可知,与对照组和施氮组相比,施加氮肥同时补水,可导致气孔导度显著变大,保证了科尔文循环所需的CO2的供应。
26.(23-24高一上·浙江绍兴·期末)化学防晒霜中的有效成分氧苯酮(OBZ)是一种紫外线的吸收剂。科研人员测定了一定浓度的OBZ对黄瓜叶片光合作用和呼吸作用速率的影响,结果如图1所示(k为斜率)。 同时也测定了植株正常生长的饱和光强下,不同浓度OBZ处理的黄瓜叶片的气孔导度(Gs)和细胞间隙CO₂浓度(Ci),结果如图2所示。回答下列问题。
(1)提取植物光合色素常用的溶剂是 。叶绿素能否吸收利用紫外线? 请解释原因 。
(2)据图1的实验结果,可推测 OBZ 对 (填“光合”或“呼吸”)作用的影响更明显,判断依据是 。
(3)分析图2 的实验数据,结果表明 OBZ 能够明显 黄瓜叶片的气孔导度(Gs),且与OBZ浓度呈现 关系;除Gs变化会影响 CO2进入减少外,由于 ,从而导致OBZ对细胞间隙 CO2浓度(Ci)影响不明显。
(4)进一步研究发现OBZ严重干扰了光反应系统中的电子传递过程, 合成受阻,进而影响了碳反应中 反应过程。
【答案】(1) 无水乙醇 否 叶绿素只吸收可见光
(2) 光合 与对照组相比,OBZ 组在光照条件下的k值变化远大于黑暗条件下
(3) 抑制 正相关 光合作用速率下降,CO2的固定也减少
(4) ATP、NADPH 三碳酸还原为三碳糖/CO2的还原
【分析】分析题图:据图1分析可知,一定浓度的OBZ对黄瓜叶片光合和呼吸速率的影响k值相比对照组k值均减小,均表现为抑制。只不过与对照组对比,OBZ组的k值变化程度在黑暗条件很小,在光照条件下很大。据图2分析可知,OBZ能够明显抑制黄瓜叶片的气孔导度(Gs),且随着OBZ浓度的增加抑制作用加强;而OBZ对细胞间隙CO₂浓度(Ci)影响不明显。
【详解】(1)根据色素易溶于有机溶剂的原理,可以用有机溶剂将色素提取出来,常用的提取剂是无水乙醇。一般情况下,植物光合作用不能利用紫外线,因为叶绿体中的色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光;
(2)依据图1分析可知,一定浓度的OBZ对黄瓜叶片光合和呼吸速率的影响k值相比对照组k值均减小,均表现为抑制。只不过与对照组对比,OBZ组的k值变化程度在黑暗条件很小,在光照条件下很大,所以OBZ对光合作用的影响更明显,判断依据是与对照组对比,OBZ组的k值变化程度在黑暗条件下远低于光照条件下;
(3)依据图2分析可知,OBZ能够明显抑制黄瓜叶片的气孔导度(Gs),且随着OBZ浓度的增加抑制作用加强,二者呈现正相关;而OBZ对细胞间隙CO₂浓度(Ci)影响不明显。推测Ci出现以上变化的原因是CO₂进入气孔的量减少,但是CO₂被固定的量也减少,所以细胞间隙CO₂浓度变化不大;
(4)依据题干信息“进一步研究发现OBZ严重干扰了光反应系统中的电子传递过程”和光合作用过程分析可得:首先OBZ通过根系进入植物体内,然后OBZ抑制光合作用中的电子传递,接下来ATP和NADPH合成受阻,然后光反应影响到碳反应过程即三碳化合物还原为三碳糖速率下降,最后光合作用受到抑制,植株生长受限。
27.(23-24高一上·浙江金华·期末)春见柑橘俗称“耙耙柑”,肉质脆嫩,酸甜适口,深受人们的喜爱。下图①~⑥表示发生在春见柑橘叶肉细胞中(O2和CO2的移动方向;下表为科研人员进行镁胁迫(镁“缺乏”胁迫或镁“过量”胁迫)对春见柑橘植株生长影响的研究结果。请回答下列问题:
组别
Mg²⁺/(mg·L⁻¹)
株高(m)
叶绿素(a+b)含量/(mg·g⁻¹)
干物质增加量 (g/株·天)
1
0
2.783
0.31
13
2
2.4
3.383
0.40
16.5
3
12
3.642
0.53
17.2
4
24(对照组,适宜含量)
4.450
0.59
19.8
5
240
3.600
0.44
17.0
(1)为了测定叶绿素(a+b)含量,需称取 定量的春见柑橘的叶片,先利用 试剂提取光合色素,再用 法分离出叶绿素 a 和叶绿素 b,进一步用特定方法测定其含量。缺镁组叶片偏黄,原因是 。
(2)组别1干物质增加量大于0,原因是 。若某时刻叶肉细胞中只发生图示中的①和②过程,此时植株的真正光合速率 (填“>”、“=”或“<”)呼吸速率。
(3)通过分析表中数据可知,随着 程度的增加,对株高和叶绿素含量的负面影响增加。科研人员取镁过量这一组的叶肉细胞进行亚显微观察,发现部分叶绿体解体,部分叶绿体未解体,但内部的淀粉粒含量明显增多,据此现象分析,镁过量导致干物质增加量降低的原因可能有 (写出两点)。请画出正常情况下叶绿体结构模式图 。
【答案】(1) 无水乙醇 纸层析 镁是叶绿素组成成分,缺镁会导致叶绿素合成不足,叶片显现类胡萝卜素的黄色
(2) 一天内光合作用合成的有机物量大于呼吸作用消耗的有机物量 <
(3) 镁缺乏胁迫 叶绿体解体,光合作用合成有机物减少; 叶绿体中淀粉粒数量增多,进而抑制光合作用
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】(1)光合色素的提取通常采用无水乙醇,再利用纸层析法分离,缺镁组叶片泛黄是因为镁是叶绿素组成成分,缺镁会导致叶绿素合成不足,叶片显现类胡萝卜素的黄色。
(2)干物质增加大于0是因为一天内光合作用合成的有机物量大于呼吸作用消耗的有机物量,若叶肉细胞只发生①和②过程,说明叶肉细胞中光合速率等于呼吸速率,但是整株植物中,有的细胞不可以进行光合作用但是都可以进行呼吸作用,因此植物的光合速率会小于呼吸速率。
(3)由表中数据可知,随着镁缺乏胁迫增加,对株高和叶绿素含量的负面影响增加。镁过量导致干物质增加量降低的原因可能有叶绿体解体,光合作用合成有机物减少; 叶绿体中淀粉粒数量增多,进而抑制光合作用,正常情况下叶绿体结构图为
28.(23-24高一上·浙江丽水·期末)某科研小组为探究氮肥对光合作用的影响,将一批长势相同的玉米植株随机均分成两组,处理方式及相关生理指标如下表。
处理方式
生理指标
气孔导度(mmol·m-2s-1)
叶绿素含量(mg·g-1)
RuBP羧化酶活性
(μmol·h-1g-1)
光合速率(μmolCO2·m-2s-1)
对照组
85
9.8
316
6.5
施氮组
65
11.8
640
8.5
(注:气孔导度越大反映气孔开放的程度越大;RuBP为五碳糖)
请回答下列问题:
(1)本实验的可变因素(即自变量)是 ;光合速率通过测每秒每平方米叶面积吸收的 量表示。
(2)玉米叶绿素分布在叶绿体的 上。为测定叶绿素含量,研磨玉米叶片时,加入95%乙醇的目的是 。为防止叶绿素被破坏,研磨时可加入适量的 。
(3)施氮组的光合速率增加的原因:一是氮参与组成叶绿素,能够吸收并 光能,用于驱动 的分解,并合成 、 用于碳反应;二是氮参与 酶合成,促进CO2分子与五碳糖的固定,反应形成产物进一步被还原为 。
(4)据实验结果分析,施氮组气孔导度比对照组小,推测原因是 ,因此为了提高光合速率,在施氮同时补充 ,以增大气孔导度。
【答案】(1) 有无施氮 CO2
(2) 类囊体膜 提取光合色素 CaCO3
(3) 转化 水 ATP NADPH RuBP羧化酶(或光合作用相关酶) 三碳糖
(4) 施氮肥后土壤溶液浓度增加,植物细胞失水导致气孔导度下降 水
【分析】该实验的自变量为是否施氮处理,依照表格分析可得出,施氮组与对照组比较气孔导度降低,叶绿素含量、RuBP羧化酶活性和光合速率均高于对照组。
【详解】(1)根据处理方式可知,该实验的自变量为有无施氮。光合速率通过测每秒每平方米叶面积吸收的CO2量表示。
(2)光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。在色素提取时,由于色素易溶于有机溶剂,因此加入95%乙醇用于提取。为防止叶绿素被破坏,研磨时可加入适量的CaCO3。
(3)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,施氮组添加的氮肥一是可参与叶绿素的合成,进而吸收并转化光能,用于驱动水的光解,并合成ATP和NADPH用于碳反应。二是氮参与RuBP羧化酶的合成,促进CO2固定产生三碳酸,进一步促进三碳酸还原为三碳糖。
(4)施氮肥后土壤溶液浓度增加,植物细胞失水导致气孔导度下降,因此施氮组气孔导读低于对照组,因此为了提高光合速率,在施氮同时补充水,以增大气孔导度。
29.(23-24高一上·浙江·期末)青蚕豆产值高,市场前景好,是丰富的“菜篮子”,在生产实践中可通过夜间补光,使青蚕豆提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对青蚕豆成花的影响,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)常用 (试剂)提取青蚕豆植株叶片中的光合色素,其中叶绿素主要吸收 ,分离色素时,胡萝卜素在滤纸条上扩散的速度最快,原因是 。
(2)青蚕豆叶片的叶绿体中,固定二氧化碳的物质是 ,还原三碳酸需要光反应提供 (物质)。若正常进行光合作用的青蚕豆突然降低光照强度,短时间内其叶绿体内三碳酸的含量 (填“上升”、“下降”或“基本不变”)。
(3)根据图示结果,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(4)生产上可选用 LED灯或不同滤光性薄膜获得不同光质进行补光,使青蚕豆提前开花,提早上市。
【答案】(1) 95%乙醇(无水乙醇/有机溶剂) 红光和蓝紫光 胡萝卜素(在层析液中)的溶解度最大
(2) 五碳糖 ATP和NADPH 上升
(3) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下,红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(4)不同颜色
【分析】光合色素的提取和分离实验中,用纸层析法分离叶绿体色素的原理为,不同的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,分离后获得4条色素带,由下到上分别为叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色),其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】(1)光合色素溶解于有机溶剂中,所以常用95%乙醇(无水乙醇/有机溶剂)提取青蚕豆植株叶片中的光合色
素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,胡萝卜素(在层析液中)的溶解度最大所以分离色素时,胡萝卜素在滤纸条上扩散的速度最快。
(2)暗反应过程中,五碳糖与CO2结合形成C3化合物,所以固定二氧化碳的物质是五碳糖。光反应产生的ATP和NADPH可用于还原三碳酸。若正常进行光合作用的青蚕豆突然降低光照强度,光反应产生的ATP和NADPH减少,则C3的还原减少,短时间内其叶绿体内三碳酸的含量上升。
(3)根据实验结果,三种补光光源中最佳的是红光+蓝光,因为在不同补光时间条件下,红光+蓝光组平均花朵数都最多,该光源的补光时间是6小时/天时,平均花朵数最多,所以最佳补光时间是6小时/天。
(4)根据实验结果可知,可选用不同颜色LED灯或不同滤光性薄膜获得不同光质进行补光,使青蚕豆提前开花,提早上市。
30.(23-24高一上·浙江宁波·期末)某兴趣小组利用图甲装置测定光波长和绿萝叶片光合速率之间的关系,O2传感器和CO2传感器能测量装置内的O2和CO2的变化量。实验结果如图乙所示。
回答下列问题:
(1)为控制无关变量,选取的新鲜绿萝叶片应 。
(2)测量不同波长条件下绿萝叶片的光合速率时,选择实验所需的不同波长的光,照射叶片10min,利用传感器记录3个装置中的 ,用于计算平均净光合速率。实验结束后,通风30min,使装置内气体含量恢复到初始浓度,其目的是 。要获得图乙中的O2产生速率和CO2固定速率,还需要将装置置于黑暗条件下反应10min,测量
(3)图乙中的O2产生速率和CO2同化速率分别代表绿萝叶片的光反应和暗反应,两者在物质变化上的联系是光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供 ;在能量转化方面的联系是 。
(4)实验结果表明,图乙曲线与光合色素的吸收光谱基本一致,原因是 。
【答案】(1)大小相同、生理状态相同
(2) O2的释放速率和CO2的消耗速率 减少O2和CO2的浓度的变化对光合作用的影响 O2消耗速率或CO2的产生速率
(3) ADP和ANDP+ 光反应将光能转化为活跃的化学能的过程,暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能过程
(4)叶片吸收的光能进行光合作用,则光合作用底物的消耗量和产物的生成量,如CO2的消耗量、O2的释放量、有机物的生成量等代表了光合作用的速率
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:①光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上) :水的光解以及ATP的形成;②光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中): CO2固定形成C3,C3还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)测定光波长和绿萝叶片光合速率之间的关系,则绿萝叶片是无关变量,则为了控制单一变量,不同的叶片应该大小相同、生理状态相同。
(2)O2传感器和CO2传感器能测量装置内的O2和CO2的变化量,则选择实验所需的不同波长的光,照射叶片10min,利用传感器记录3个装置中的O2的释放速率和CO2的消耗速率。为了减少O2和CO2的浓度的变化对光合作用的影响,则实验结束后,通风30min,使装置内气体含量恢复到初始浓度。要获得图乙中的O2产生速率和CO2固定速率,还需要将装置置于黑暗条件下反应10min,测定O2消耗速率或CO2的产生速率,得到细胞呼吸的速率,然后再计算图乙中的O2产生速率和CO2固定速率。
(3)光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP和ANDP+。在能量转化方面:光反应是将光能转化为活跃的化学能的过程,暗反应是将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能过程。
(4)叶片吸收的光能进行光合作用,则光合作用底物的消耗量和产物的生成量,如CO2的消耗量、O2的释放量、有机物的生成量等代表了光合作用的速率,则图乙曲线与光合色素的吸收光谱基本一致。
31.(23-24高一上·浙江湖州·期末)锌是植物必需的微量元素之一。科研人员探究缺锌对苹果植株叶片光合作用速率的影响,得到的实验结果如下表。分析并回答下列问题:
组别
锌含量(mg·kg-1)
叶绿素含量(mg·g-1.FW-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
气孔导度(mol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(ppm)
A组
21.9
3.18
16.6
443
180
B组
15.0
3.03
14.8
430
277
C组
11.2
1.51
12.1
410
295
注:FW表示鲜重;气孔导度表示的是气孔张开的程度,CO2可通过气孔扩散进入植物体。
(1)叶绿素主要分布在叶绿体的 ,常选择有机溶剂 提取光合色素,并用 法对其分离。
(2)本实验的自变量是 。据表分析,缺锌导致净光合速率下降的主要原因是 含量下降,导致光反应速率降低,使得光反应为卡尔文循环提供的 、 减少,进而影响了卡尔文循环的 过程。
(3)据表分析,A组气孔导度高于C组,而胞间CO2浓度却低于C组,主要原因是A组的 高于C组,即单位时间单位叶面积消耗的CO2更多。
【答案】(1) 基粒/类囊体膜 95%酒精/无水乙醇 纸层析
(2) 锌含量 叶绿素 ATP NADPH 三碳酸还原
(3)(净)光合速率/卡尔文循环速率/碳反应速率
【分析】分析题表可知:本实验的自变量是锌含量,因变量是叶片光合作用速率,观测指标是单个叶面积、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2含量,根据表格数据可知:锌含量越低,单个叶面积越小、叶绿素含量越低;类胡萝卜素含量大致下降;净光合速率降低;气孔导度减小;胞间CO2含量升高。
【详解】(1)叶绿素属于光合色素,捕获光能,主要分布在叶绿体的基粒/类囊体膜上,色素易溶于有机溶剂中,常选择有机溶剂95%酒精/无水乙醇提取光合色素,根据各种色素在层析液的溶解度不同,用纸层析法对其分离。
(2)探究缺锌对苹果植株叶片光合作用速率的影响,因此本实验的自变量是锌含量;据表分析,缺锌导致净光合速率下降的主要原因叶绿素含量下降,导致光反应速率降低,使得光反应为卡尔文循环提供的ATP和NADPH减少,进而影响了卡尔文循环的三碳酸还原过程。
(3)据表分析,A组气孔导度高于C组,而胞间CO2浓度却低于C组,主要原因是A组的(净)光合速率/卡尔文循环速率/碳反应速率高于C组,即单位时间单位叶面积消耗的CO2更多。
(
10
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$