专题09 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中-【好题汇编】备战2024-2025学年高一生物上学期期末真题分类汇编(上海专用)
2024-12-04
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2份
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106页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学沪科版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第4节 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.89 MB |
| 发布时间 | 2024-12-04 |
| 更新时间 | 2024-12-11 |
| 作者 | 快乐宝莉 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49095146.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题09 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中
综合题
1.(22-23高一下·上海·期末)生姜起源于热带雨林。在热带雨林环境中,上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光,而下层则接收到丰富的绿光。二氧化碳主要通过叶片气孔在环境与组织间隙间交换,组织间隙间的CO2即胞间CO2浓度。图1是生姜植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室生姜产量,某团队研究了室内光质对生姜叶片光合作用的影响,结果如图2所示(W:白光G:绿光WG:白光+绿光)。
(1)图1中A物质为______。
A.H2O B.O2 C.CO2 D.H2
(2)图1中吸收可见光的色素位于结构______。
A.① B.② C.③
(3)反应Ⅱ中的能量变化主要是______。
A.光能→电能 B.电能→活跃的化学能
C.活跃化学能→稳定化学能 D.稳定化学能→活跃化学能
(4)主要吸收红橙光和蓝紫光的叶绿体色素为______。
A.叶绿素 B.类胡萝卜素
(5)若突然将白光照射组的白光减弱,则短时间内五碳糖/三碳化合物的比值将______。
A.上升 B.下降
(6)以下对光反应和碳反应的比较(√代表发生,×代表不发生),正确的是
A.
B.
C.
D.
(7)图2中G组生姜叶片细胞内叶绿体与线粒体之间的气体关系对应于下列图______。
A. B.
C. D.
(8)根据图2和所学知识,下列相关叙述及推测正确的是______。
A.相较于白光和白光+绿光组,绿光照射下植物的胞间CO2浓度高,其原因是绿光照射下光合速率最小,消耗的CO2最少
B.胞间CO2浓度越高说明光合速率越大
C.各组内细胞光合速率大于呼吸速率
D.热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片光合速率可能不同
(9)生姜叶肉细胞光合作用产生的有机物可以______。
A.运输至果实储存
B.为花叶细胞分裂分化提供能量
C.为根部细胞吸收无机盐提供能量
D.运输至地下茎即“生姜”中储存
2.(22-23高一上·上海·期末)在光合作用的研究中,植物光合产物产生器官被称作“源”,光合产物或营养物质消耗和储存部位被称作“库”。研究者对源和库的关系进行了研究。去除部分桃树枝条上的果实,检测其对叶片光合速率等的影响,结果如表所示。
组别
净光合速率(umol. M-2. 5-1)
叶片蔗糖含量(mg. g-1FW)
叶片 淀粉含量(mg. g-1'FW)
对照组
5.39
30.14
60.61
去果组
2.48
34.20
69.32
(1)测定桃树叶片的净光合速率,可以检测桃树单位面积的叶片单位时间内 。
A.吸收氧气的量 B.释放氧气的量
C.吸收二氧化碳的量 D.释放二氧化碳的量
(2)由表可知,去果组的桃树叶片 。
A.仅进行呼吸作用 B.仅进行光合作用
C.呼吸速率大于光合速率 D.呼吸速率小于光合速率
(3)据表推测:去果处理降低了 ( 选填“源”或"库”)的大小,使叶片中 积累,进而抑制了光合速率。
(4)检测蔗糖对离体叶绿体光合速率的影响,结果如图A。图A中 mol/L浓度范围的实验数据支持(3)的推测。
(5)研究发现,叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏,这将直接影响光合作用的 过程。淀粉增加还会降低叶片的气孔导度,使 供应减少进而抑制碳反应。
(6)图B为叶肉细胞光合产物合成及向库运输过程示意图。其中光反应产物(A)代表的物质有 。
(7)综合以上信息分析,去果导致叶片光合速率降低的根本原因是 。
A.光反应产物大量积累引起光反应受阻
B.ATP合酶含量下降引起光反应受阻
C.葡萄糖生成过多引起碳反应受阻
D.淀粉大量积累引起碳反应受阻
3.(21-22高一上·上海·期末)树冠覆膜与光合作用:金柑既可食用也可观赏,在我国秦岭以南地区栽种。下图是发生在金柑叶肉细胞中的部分反应示意图,其中字母表示物质。
树冠覆膜技术已在金柑生产中广泛应用,为研究白色覆膜对金柑生长的影响,研究人员完成了相关实验,得到了如下表所示的部分结果(气孔导度指气孔开放程度)。
组别
遮光率/
%
叶绿素/
(ng·g-1)
叶面积/
cm³
净光合速率/
(μmol·m²·s-1)
气孔导度/
(mmol·m²·s-1)
单果重
g
果实总糖/
%
覆膜
30
3.1
19.7
7.2
105.7
45.9
16.1
对照
0
2.4
14.8
8.0
93.4
43.5
14.8
(1)图中的字母A表示 ,字母C表示 ,字母D表示 。
(2)下列关于图中部分物质和能量转移途径的描述,正确的是_______。
A.氧原子的转移途径:H2O→C、D
B.碳原子的转移途径:CO2→A→NADP+
C.电子的转移途径:H2O→叶绿素a→F
D.能量的转移途径:光→叶绿素b→D、F
(3)由表可知,覆膜导致光照强度减弱,但金柑的净光合速率下降并不明显,单果重、果实总糖还略有上升,其原因可能是 。
(4)该实验只研究了30%遮光率的白色覆膜情况,若要探究对提高金柑产量和品质的最佳遮光率和覆膜颜色组合,应如何设计实验?请简要说明思路 。
4.(22-23高二下·上海·期末)图1为植物光合作用图解。为研究干旱胁迫对玉米幼苗光合特性的影响,研究人员在适宜的温度条件下,设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理组,在土壤含水量达到预期设定的4种不同程度后持续培养7d,然后连续3d测定玉米幼苗的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图2所示。
(1)图1中反应①和反应②进行的场所分别是_________。
A.叶绿体基质、类囊体膜
B.类囊体膜、叶绿体基质
C.叶绿体基质、叶绿体内膜
D.叶绿体内膜、叶绿体基质
(2)反应②过程中发生的能量变化是______。
A.光能→电能
B.光能→活跃的化学能
C.活跃的化学能→稳定的化学能
D.稳定的化学能→活跃的化学能
(3)若突然停止光照,图1中O2、NADPH和C3的含量变化分别是_______。
A.下降、升高、下降
B.升高、下降、下降
C.下降、升高、升高
D.下降、下降、升高
(4)当净光合速率大于0时,叶肉细胞中的气体交换关系为___________。
A. B.
C. D.
(5)据图2并结合已有知识分析,下列关于重度干旱条件下玉米幼苗净光合速率下降的原因推测合理的有___________。(多选)
A.重度干旱导致植物气孔关闭,CO2不足影响图1中的反应②
B.重度干旱导致类囊体中水分减少,影响图1中的反应①
C.水是叶绿素的组成成分,重度干旱导致叶绿素合成减少
D.重度干旱导致叶绿体渗透失水,类囊体被破坏,影响图1中的反应②
干旱发生时,植物细胞可因失水而质壁分离,发生如图3所示的A→B的变化。引起50%左右的细胞发生质壁分离的外界溶液浓度被称为细胞液的等渗浓度。为测定玉米幼苗的等渗浓度,某同学用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞,并记录一个视野中发生质壁分离的细胞数量(已知视野中共有细胞40个),结果如表所示。
蔗糖溶液浓度
处理时间
15秒
25秒
35秒
45秒
55秒
浓度A
5
9
13
14
14
浓度B
17
19
21
22
22
浓度C
26
28
29
31
31
浓度D
34
35
37
37
37
(6)水分子通过细胞质膜时会受到一定的阻碍。经研究发现,细胞质膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低浓度溶液向高浓度溶液跨膜运输,这种水分子跨膜运输的方式是下图中的 。
(7)细胞质壁分离指的是原生质体与细胞壁的分离,其中原生质体包括 。(用图3中细胞B的编号回答)
(8)发生图3所示现象的细胞应具备的条件是___________。(多选)
A.含大液泡
B.细胞外液浓度低于细胞液浓度
C.细胞质膜的伸缩性大于细胞壁
D.含有叶绿体的植物细胞
(9)实验中用显微镜观察时若从低倍镜转换到高倍镜,下列说法正确的是___________
A.目镜放大倍数未变
B.物镜放大倍数未变
C.视野变亮
D.视野范围变大
(10)玉米幼苗细胞液的浓度大致相当于表中的蔗糖浓度 (填表中编号)
5.(22-23高二下·上海·期末)绿萝因其生命力顽强,易于培养等成为常见的家庭赏叶型绿化植物,尤以叶片宽大油绿的观赏性高。在研究水分对绿萝生长的影响时,随着干旱时间的增加,坚挺的绿萝叶片发生萎蔫下垂,继而发黄;而在过于频繁浇水的情况下,绿萝根部发黑继而腐烂。
(1)绿萝叶片从坚挺到萎蔫下垂的过程中,测量并计算如图的叶片中细胞L2/Li的值会______。(单选)
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
(2)随着干旱时间的增加,绿萝叶片发黄主要是叶绿素大量减少所致,关于叶绿素描述正确的是______。(多选)
A.主要吸收红橙光和蓝紫光
B.主要吸收蓝紫光
C.用乙醇层析分离时扩散速度较叶黄素快
D.用乙醇层析分离时扩散速度较叶黄素慢
(3)过于频繁浇水使土壤中氧气减少,根部细胞无氧呼吸积累 (酒精/乳酸),且产生的ATP较有氧呼吸 (多/少),影响细胞正常的生命活动而导致根部发黑、腐烂。
某课题小组研究不同的光质对绿萝生长情况、生理特征的影响,一段时间后得到部分结果如表。
不同光质处理下绿萝生长、生理指标
光质
测量指标
对照
红光
蓝光
红蓝光
叶面积(cm2)
3208.64
3612.19
3300.90
4005.54
叶绿素含量(mg/g)
1.81
1.56
1.86
2.04
ETR
4.17
3.70
4.00
3.17
(4)该实验的对照组绿萝应为 (黑暗/白光)处理,为确保实验结果科学可信还应 (编号选填)。
①各组处理的光照强度应相同②各组选取的绿萝品种应相同③各组所处的温度可不相同④实验前各组测量指标的初始值应接近⑤各组光照时间可不相同
(5)ETR值可反映电子传递效率,对照组和蓝光下该值都较高,说明在这些光质下发生在 处的电子传递效率较高,会直接影响光反应中 的速率。(编号选填)
①类囊体膜②叶绿体基质③NADPH合成④光能转换为活跃化学能⑤活跃化学能转换为稳定化学能
(6)结合题意分析实验结果,你认为何种光质处理的绿萝观赏性较高?简要说明理由 。
6.(22-23高一下·上海·期末)葡萄是重要的经济作物。如图表示葡萄光合作用的部分过程其中A~F表示物质、①②表示过程、Ⅰ表示结构、甲和乙表示部位。
(1)图中,甲中能吸收、传递和转换光能的色素是______。
A.叶绿素a B.叶绿素b C.叶黄素 D.胡萝卜素
(2)若用浇灌葡萄植株,最先出现的物质是______。
A.CO2 B.淀粉、蔗糖 C.ATP D.O2
(3)根据图,条件适宜时维持甲、乙间H+浓度差的过程有______。
A.甲中的H2O在光下不断分解 B.H+以协助扩散方式通过结构F
C.乙中的H+参与物质B的合成 D.H+以自由扩散方式通过结构F
(4)过程甲和过程乙是紧密联系的两过程,过程甲为过程乙提供[ ] 和[ ] 。乙过程中②被称为 。
7.(22-23高一下·上海·期末)棉花是新疆重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。交大附中内高班的同学以棉花为研究对象,进行试验探究,查阅文献后,绘制棉花叶片光合作用示意图,如图所示。图中酶a为碳反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)据图判断,物质A是 ,物质B是 ,在光照充足的环境中,物质B的去路是 。
(2)酶b催化光合作用产物转化为淀粉和蔗糖的场所分别是 和 。
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)主要影响植物碳反应中酶a的活性。推测在高温胁迫条件下,图中含量会暂时上升的物质是______。
A.物质B B.物质C C.物质D D.物质E
研究小组以两种棉花品种S和P为材料,探究高温胁迫(40℃以上)对棉花品质的影响,结果如表1所示。其中,CK组为对照,数据为30℃下测得;HT组数据为40℃连续培养的第5天测得;HTB组为40℃连续培养5天再恢复到30℃连续培养的第5天测得。
品种
组别
净光合速率Pn/μmol·m-2·s-1
气孔开放程度Gs/mol·m-2·s-1
胞间CO2浓度Ci/μmol·mol-1
酶a相对活性
酶b相对活性
P
CK
27.78
0.66
275.17
9.16
9.39
HT
20.06**
0.59**
260.55**
6.99**
8.30*
HTB
24.67*
0.62
257.55**
7.13*
7.82**
S
CK
26.93
0.63
262.37
8.93
8.53
HT
17.14**
0.55**
199.04**
5.78**
7.41*
HTB
17.34**
0.58*
270.04*
8.68
7.68*
*和**别表示结果与对照组相比差异显著和差异极显著。
(4)据表和图的信息,推测高温胁迫会降低棉花品质的原因 。(填编号)
①高温胁迫使气孔开放程度降低,胞间CO2低
②高温胁迫使气孔开放程度升高,胞间CO2浓度升高
③高温胁迫使酶a、b相对活性降低,使得碳反应速率降低
④高温胁迫使得三碳糖转化成蔗糖速率降低,运往棉铃等器官的有机物减少
(5)夏季,我国部分地区会连续多日出现40℃以上高温。研究发现,在上述地区种植棉花品种P、品种S,在高温胁迫解除后,对 (选填P或S)品种的品质(净光合速率)在短时间内更难以恢复。据表1推测可能的原因是 。
8.(22-23高一下·上海·期末)黄瓜的培育
光合作用是生物体生命活动赖以生存的营养和能量来源。图1为黄瓜叶片光合作用过程模式图,A-J表示物质或结构。
(1)图1中,J的化学本质和E所表示的物质分别是( )
A.蛋白质和ATP B.多糖和NADPH
C.多糖和ATP D.蛋白质和NADPH
(2)反应Ⅰ类囊体腔中积累H﹢的生理意义是( )
A.为水的光解提供能量 B.形成膜内外两侧的H﹢浓度差
C.为ATP合成提供能量 D.防止叶绿体色素被破坏
(3)若突然停止光照,图甲中物质C和三碳化合物的含量短时间内变化分别是 和 。(编号选填)
①升高 ②不变 ③下降
(4)在光合作用过程中,需要消耗ATP的是( )
A.水被分解 B.CO2的固定
C.三碳化合物的还原 D.五碳化合物的再生
E.还原型辅酶Ⅱ的生成
土壤含盐量过高对植物造成的危害称为盐胁迫。通过光合色素提取和分离实验比较黄瓜正常叶片与盐胁迫叶片的色素情况,其结果如图2所示,数字代表该位置的色素种类。
(5)该实验中分离叶绿体色素的方法是 。根据课上的实验结果,色素①的名称是 。
(6)从该实验结果比较,黄瓜正常叶片与盐胁迫叶片的色素主要是色素③、④,它们在光合作用的作用分别是 、 (编号选填)
①吸收光能 ②转换光能 ③传递光能
(7)若有同学在完成正常水稻叶片色素分离时,将所用的试剂改为石油醚,分离载体改为滤纸,发现分离结果与其他同学不同,结果如下图所示,请分析两种色素分离方法导致分离结果不同的原因 。
提高CO2浓度对盐胁迫下的黄瓜幼苗叶片光合特性、净光合速率、植林生长的影响的实验结果如图3和表1所示。图中的RuBP羧化酶催化光合作用中CO2的固定。
(8)据图3可知,土壤含盐量升高时,黄瓜叶片RuBP羧化酶的活性变化是 ;提高CO2浓度对黄瓜幼苗叶片RuBP羧化酶的影响是 。
处理方式
实验结果
CO2浓度
(μmol/mol)
NaCl浓度
(mmol/L)
叶绿素a
(mg/gFW)
电子传递速率
净光合速率Pn
(μmol m﹣2s﹣1)
干重
(g/株)
400
0
1.80
220
19
3.50
80
1.65
186
17
2.02
800
0
1.69
230
20
4.50
80
1.53
201
18
?
(备注:数据之间存在显著性差异)
(9)据表数据推测,遭受盐胁迫时黄瓜叶片会发生的变化有( )
A.水的光解加快 B.光能吸收减少
C.NADPH生成速率加快 D.释放O2的速率下降
(10)分析表中的数据,CO2浓度为800μmol/mol时,盐胁迫环境中生长的黄瓜幼苗植株的干重最可能为( )
A.1.0 B.2.7 C.3.8 D.5.0
(11)据实验结果可知,较高浓度CO2可 (增强/缓解/无影响)盐胁迫对黄瓜幼苗净光合速率的抑制作用,并利用表中的数据结合图3,阐述其中可能的机理 。
9.(22-23高一下·上海·期末)甜椒是我国温室栽培的主要蔬菜之一!下图中甲表示甜椒叶肉细胞中的两种细胞器,乙表示利用甜椒叶圆片探究光照强度对光合作用速率影响的实验装置。
(1)下列对甲图中两种细胞器I和Ⅱ的列表比较正确的是( )
选项
比较项目
细胞器I
细胞器Ⅱ
A.
具有双层膜结构
是
否
B.
内膜是产生ATP的场所
否
是
C.
基质中含有相关反应的酶
是
否
D.
广泛分布在动植物细胞中
是
是
(2)甲图中结构a中发生的光合作用阶段是 。
(3)下列关于甲图中CO2的叙述,正确的有( )
A.存在于I的基质 B.存在于Ⅱ的基质 C.产生于三羧酸循环
D.产生于卡尔文循环 E.产生于糖酵解过程
(4)温度会影响光合速率,当温室内温度升高或高温时间延长,可能会导致甜椒叶片的光合速率下降,可能的原因有( )
A.光照强度减弱 B.叶片面积减小
C.气孔关闭降低CO2吸收 D.酶活性受影响
某小组选取颜色相同的甜椒叶制成大小相同的叶圆片若干,用一定的方法先排除叶肉细胞间隙中的空气并按乙图装置使叶圆片沉于NaHCO3溶液中,探究光照强度与光合速率的关系(本实验中采用特殊光源,其对温度的影响可忽略不计)。该装置的实验原理是光合作用产生的O2在水溶液中的溶解度很小,主要积累在细胞间隙中,结果可使原来下沉的叶片上浮。
(5)使用乙图所示装置,适当改变条件,还可以探究哪些因素对光合作用的影响( )
A.CO2浓度 B.光质 C.O2浓度 D.温度
(6)小组同学根据实验结果绘制了坐标曲线图(见下图)其中表示相同时间内叶圆片浮起个数与光源距离关系的曲线是 (①/②)简述理由 。
下表为甜椒不同部位叶片面积、单个叶片质量(鲜重)、叶绿体色素含量、气孔开放度、净光合速率的比较。
叶片部位
叶片面积(cm2)
单叶片质量(g)
总叶绿体色素含量(mg/g鲜重)
气孔开放度
(mmol·m-2·s-1)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
上部
124.31
1.52
4.16
0.23
0.25
中部
188.62
3.38
3.60
0.12
0.10
下部
341.74
6.93
1.16
0.08
0.07
(7)据表分析,哪个部位的叶片净光合速率最高?结合表中数据及实际情况,分析造成这一现象的原因是什么?
10.(22-23高一下·上海·期末)海水稻是一种不惧海水短期浸泡,能在海边滩涂地和盐碱地生长的农作物品种。截止2021年底,我国海水稻的种植面积已经达到了60万亩地,分布在黑龙江、山东。江苏、新疆、内蒙古等十多个省份,品种覆盖全国四大类型典型盐碱地,并且全四种植平均亩产达到了450公斤。下图是海水稻的叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图,其中①~⑤为生理过程,a~h为不同物质,回答下列问题:
(1)图中,结构a的名称是 (填空),过程②需要过程①提供的 。
A.ATP和NADPH B.ADP和NADP
C.ATP和NADP+ D.ADP和NADPH
(2)图中,物质b是 ,h是 ,g是 。
(3)图中。根尖细胞在光下能产生ATP的生理过程有______。
A.① B.② C.③
D.④ E.⑤
(4)图中,在线粒体中进行的是______过程。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(5)图中,产生ATP最多的过程是______。
A.② B.③ C.④ D.⑤
袁隆平院士在抗盐碱“海水稻”的研究中发现,莱突变型水稻叶片的叶绿素含量的为野生型的一半,但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。请回答:
(6)b点时,限制突变型和野生型光合作用速率的主要环境因素都是______。
A.光照 B.温度 C.CO2浓度 D.O2浓度
(7)为探究野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,通过实验对比色素带宽度,突变型水稻的颜色为______的色素带会明显变窄。
A.橙黄色 B.黄色 C.蓝绿色 D.黄绿色
(8)c点时海水稻叶绿体产生气体的去向是 (填空),而根缺氧时,根细胞中的丙酮酸转化生成 。
A.CO2+H2O B.CO2+酒精 C.乳酸 D.CO2+乳酸
(9)为探究海水稻的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输,某同学的实验设计如下:
①取甲、乙两组生长状况基本相同的海水稻幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中;
②甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸;
③一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。
若甲组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率______乙组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率,说明海水稻从土壤中吸收无机盐为主动运输。
A.大于 B.小于 C.等于 D.大于等于
11.(22-23高一下·上海·期末)细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物,滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线,图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0、b1、b2、c)下的生理状态。请据图分析回答:
(1)甲植物是 ;当光照强度为b1时,甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有 。
(2)图2中细胞器①利用的场所是 ;I、Ⅱ、Ⅲ、IV状态对应图1中的光照强度(用字母表示)依次是 。
(3)假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异,从结构与功能相适应的角度分析,含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是 。
(4)漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势。图3为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱(暗带部分表示被吸收的光线),则滨藜、细辛两种植物中,叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是 。
(5)生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线,则d点之后限制增产的主要外界因素是 。
12.(22-23高一下·上海·期末)图1表示叶绿体结构模式图,图2表示光反应过程示意图,据图回答下列问题。括号内填编号或字母,横线上填文字。
(1)图2过程发生在图1中的( ),其上的色素用无水乙醇层析分离时从上往下依次是 。水生成物质A和B的过程叫 。
(2)依次写出图2中下列物质的名称B ,A 。
(3)据图2分析,下列说法正确的有( )
A.ATP合成酶是穿过类囊体膜的转运蛋白
B.在光照条件下会产生A,且产生的A一定会从细胞中释放出来
C.光反应使类囊体腔的PH降低
D.A出叶绿体穿过6层膜
(4)图3中光合作用吸收的CO2量为负值的原因是 。
科研人员以某植物幼苗为材料,施以不同量的氮肥,探究氮素水平对光合作用的影响,下表为测定的最大表观光合速率时对应的各组数据(气孔导度:气孔张开的程度)
组别
氮素水平(mmol·L-1)
叶绿素含量(μg·g)
气孔导度(mmol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μL·L-1)
表观光合速率(μmol·m-2·s-1)
A
5
86
0.68
308
19.4
B
10
99
0.78
304
20.7
C
15
103
0.85
301
21.4
(5)根据实验数据分析,提高氮素水平,表观光合速率增加,推测原因可能是氮含量增加引起 ,对可见光的吸收能力增强;A组的表观光合速率较B、C组低,气孔导度 (填“是”或“不是”)导致这种变化的主要因素,原因是 。
13.(23-24高三上·上海·期末)工业烟气一般含高浓度的CO2(浓度范围为6%~99%),大量释放会加重温室效应。研究人员发现,微藻(单细胞藻类)是一类经济、环保、能循环固碳的微生物,欲利用其吸收烟气中的CO2。微藻固碳的部分机制如图1所示,其中,I~VIII分别表示反应过程;甲、乙、丙、丁、戊分别表示物质,丁是微藻固碳途径中具催化功能的物质;蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的2种蛋白。然而,大量实验发现,微藻在高浓度CO2条件下,对CO2的利用率低,且在酸性环境下容易出现细胞凋亡现象。为此,研究人员尝试采取多种策略,以期提高微藻对高浓度CO2的耐受能力。
(1)研究人员从某地取样后发现,水体中除微藻外,还有蓝细菌。据已学知识判断,图1中区分微藻与蓝细菌的细胞器是 。
(2)据图1及已学知识判断,微藻细胞内能量转换的主要路经是____。
A.ATP、NADPH→糖类
B.糖类→ATP→电子传递链→ATP
C.光能→电能→ATP、NADPH
D.糖类→NADH→电子传递链→ATP
(3)据已学知识判断,图1中微藻细胞内甲既能在镁螯合酶的作用下,转化为一种能在光照下释放高能电子的乙 ;又能在铁螯合酶的作用下转化为戊,继而转化为线粒体内膜上的电子传递蛋白。该蛋白参与能量载体分子 的合成。(编号选填)
①ATP合酶 ②叶绿素a ③磷酸甘油醛 ④ATP ⑤NADH ⑥NADPH
(4)据题干及已学知识推测,图1中丁直接促进的反应过程是____。
A.C3还原 B.五碳糖还原
C.CO2固定 D.五碳糖再生
(5)研究发现,在烟气环境中与微藻细胞分裂有关的蛋白CDK4与cyclinD活性受抑制。上述蛋白能促进细胞从G1进入S期。据此推测,在烟气环境中,微藻细胞内可能出现的现象是____。
A.染色体数目加倍 B.染色质螺旋化受抑制
C.加快RNA的合成 D.纺锤体的组装受抑制
(6)据图1及已学知识推测,微藻在高浓度CO2条件下,利用CO2效率低的原因可能有____。
A.铁鳌合酶活性增强导致细胞凋亡
B.镁鳌合酶活性降低导致II的速率降低
C.蛋白2活性受抑制导致IV的速率降低
D.蛋白1活性受抑制导致HCO3-浓度降低
(7)研究人员欲采用“CO2梯度驯化”实验驯化微藻,相关技术路线如图2(a)所示。将各驯化阶段的微藻分别置于不同浓度的CO2条件下,检测相关蛋白的活性,结果如图2(b)所示。分析实验结果,并推测“CO2梯度驯化”能提高微藻CO2利用率的原因 。
14.(23-24高一上·上海闵行·期末)“植物工厂”是一种采用无土栽培和人工控制光照、温度、CO2浓度等环境条件的新兴农业生产模式。生菜生长速度快、易水培,是现今植物工厂的主要栽培品种之一。如图为生菜叶肉细胞的光合作用过程示意图,其中字母A~G表示物质,数字序号①~③表示过程。
(1)反应Ⅱ参与的多种酶位于____。
A.叶绿体外膜 B.叶绿体内膜
C.类囊体膜 D.叶绿体基质
(2)物质E是 ,物质A为过程②提供了 (编号选填)
①三碳糖 ②三碳化合物 ③五碳糖 ④H+ ⑤ATP ⑥e-
(3)图中实现了活跃化学能转变为稳定化学能的过程是____。
A.过程① B.过程②
C.过程①② D.过程①②③
(4)下列关于物质G的说法中错误的是____。
A.可再生为物质E
B.可以转变为蔗糖运输到植物体的各个部分
C.可直接用于各项生命活动供能
D.可以转变为脂肪、氨基酸等有机物
利用植物工厂进行农业生产时,优质光源的筛选特别重要。为探究不同光质配比对生菜光合特性和品质的影响,研究人员进行了相关实验,部分结果如下表。
处理
总叶绿素(mg·g-1)
净光合速率(μmol·m-2·g-1)
Rubisco活性(U·g-1)
电子传递速率(ETR)
硝酸盐含量(mg·kg-1)
白光
1.13
17.47
23.67
218.33
3324.04
红;蓝=1:4
1.49
18.41
23.13
217.98
3229.55
红:蓝=1:1
1.34
20.66
24.09
230.61
2794.10
红:蓝=4:1
1.56
23.19
27.60
248.86
2255.17
注:Ruhisco是上图中过程①的关键酶。生菜在生长后期易积累硝酸盐,不仅影响其品质,还会对人体健康构成潜在威胁。
(5)实验中利用聚酰胺薄膜为吸附载体,以95%乙醇为层析液,对叶绿体色素进行层析分离。结果位于薄膜最上端的色素带是____。
A.叶绿素a B.叶绿素b
C.胡萝卜素 D.叶黄素
(6)下列各项中,可作为光合速率测量指标的是____。
A.O2释放量 B.CO2吸收量
C.ATP生成量 D.NADPH消耗量
(7)据表中数据,光质配比为红:蓝=4:1时,生菜的产量和品质最高。以下分析合理的是____。
A.总叶绿素含量最高,有利于光能的吸收和转换
B.碳反应的多种酶活性均最高,净光合速率最大,产量最高
C.电子传递速率最快,产生的ATP和NADPH更多
D.红光比例高,硝酸盐含量低,生菜品质高
(8)请设计实验探究能使生菜的硝酸盐含量进一步降低的红蓝光质配比,简要写出实验设计思路: 。
15.(23-24高一上·上海·期末)棕色脂肪细胞的线粒体结构与其耗氧和产热功能密切相关。研究发现,与野生型小鼠(WT)相比,IFI27蛋白(线粒体基质中的一种蛋白质)缺失的小鼠(AKO)表现出畏寒和耗氧降低等现象。下图1示意棕色脂肪细胞的部分结构和生理过程,其中A-D表示物质,甲-丙表示场所,I-IV为电子传递链复合体。
(1)棕色脂肪细胞水解脂肪供能时,脂肪在酶的作用下水解产生的A、B分别是和 ,然后转变为物质D是 ,最后彻底氧化分解。(编号选填)
①甘油 ②丙酮酸 ③脂肪酸 ④乙酰辅酶A
(2)棕色脂肪细胞通过呼吸作用氧化分解有机物所释放的能量,部分储存在物质 中,部分以热能的形式释放。
(3)图1的场所甲-丁中,产生能量最多的是____。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(4)电子显微镜下观察AKO小鼠与WT小鼠的线粒体,结果如图2所示。与WT小鼠比较,AKO小鼠的线粒体____。
A.数量增多 B.嵴数量减少
C.内外膜间距增大 D.形态改变
(5)由题意和图1可知,IF127蛋白影响的生理过程有____。
A.葡萄糖→丙酮酸 B.电子传递链
C.三羧酸循环 D.丙酮酸→酒精+CO2
(6)结合图1、图2和已有知识,解释AKO小鼠畏寒以及氧耗能力下降的原因 。
16.(23-24高二上·上海·期末)民以食为天,从黄河流域到江汉平原,小麦是中华大地上最主要的粮食作物之一。提高小麦产量是人们亘古不变的话题。如图为小麦光合作用过程模式图,A-J表示物质或结构。
(1) 图中,J的化学本质和E 所表示的物质分别是 。
A.蛋白质和ATP B.多糖和 NADPH
C.RNA 和ATP D.蛋白质和NADPH
(2) 反应Ⅰ 类囊体腔中积累 H⁺的生理意义是 。
A.为水的光解提供能量
B.形成膜内外两侧的H`浓度差
C.为 ATP 合成提供能量
D.防止叶绿体色素被破坏
(3) 突然停止光照,图中C 和三碳化合物的含量变化分别是 和 。 (用“升高”、“不变”或“下降”表示) 。
研究者研究了不同强度紫外线对小麦光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1) 、紫外线强度增强50%组(R2) 三组,每组处理3个重复,连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图2 所示。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构,发现:
CK 组:大量叶绿体紧贴细胞边缘,呈长椭圆形,膜结构完整,内部结构清晰,基粒排列整齐而致密。
R1组:叶绿体数目减少,明显肿胀变形,叶绿体膜完整性有轻微破坏,基粒松散。
R2 组:叶绿体数目很少,肿胀加剧,呈梭形; 叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失; 基粒膨胀松散,排列稀疏紊乱,类囊体模糊不清。
(4) 据图推测CK、R1、R2三组实验中小麦的净光合速率的大小 。
(5)根据本实验中获取的数据和资料,结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响小麦光合作用的机制: 。
17.(23-24高二下·上海黄浦·期末)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构),光合色素减少。图1为透射电镜下叶绿体照片,a~b表示相关结构;图2为茶树阶段性白化过程中相关生理指标检测结果。
(1)图1所示,光合色素存在于叶绿体的 (A.a/B.b)上,用 试剂提取并分离后,可在层析薄膜上看到四条色素带,以下颜色不可能在薄膜上看到的是 。
A.黄色 B.橙黄色 C.蓝紫色 D.黄绿色
(2)茶树叶片白化阶段,绿色的嫩叶转为乳白色,主要是因为叶绿素含量减少。下列各种因素中能直接影响叶片中叶绿素含量的是( )
A.低温 B.Mg C.CO₂浓度 D.O₂浓度
(3)白化茶树叶在复绿的过程中需要合成大量光反应有关的蛋白质。合成这些蛋白质的部分相关基因位于叶绿体中,其余相关基因位于 中;这些蛋白质在 上合成;在蛋白质合成过程中需要消耗大量 ATP,这些 ATP 主要来自于 。(编号选填)
①线粒体 ②内质网 ③核糖体 ④细胞核
(4)检测茶树阶段性白化过程中光合速率的指标可用 (编号选填)来表示。①O₂释放量 ②CO₂消耗量 ③有机物消耗量
(5)根据题意和图2分析,白化过程中茶树光合速率降低的原因是什么?请写出具体分析过程: 。
18.(2024高二下·上海·学业考试)番茄增产:研究光照强度和植物净光合速率的关系对大棚蔬菜瓜果的生产具有重要意义。图1是番茄光合作用的部分过程示意图。同时研究显示,在自然光(即白光,W)中添加远红光(FR,波长为700~800nm)能影响番茄的净光合速率(如图2)。
(1)类囊体上叶绿素含量和光合作用的强度高度相关。测定细胞内叶绿素含量应选用______。(单选)
A.离心法
B.分光光度法
C.聚酰胺薄膜层析法
D.同位素标记法
(2)类囊体上附着能吸收并传递光能的色素,不同色素的吸收光谱不尽相同。下列四幅图中最能表示叶绿素吸收光谱的是______。(单选)
吸收光能百分率(100%)
A. B.
C. D.
(3)在图1中,与ATP合酶①处肽链的空间结构有关的是______。(多选)
A.氨基酸的种类
B.肽键的结构
C.氨基酸的数目
D.氨基酸的排列顺序
(4)图1所示光合作用过程生成的产物,除了图中所示之外,还应包括 。
(5)图1中ATP合酶每旋转一周合成3个ATP,直接驱动ATP合成酶旋转的能量来自______。(单选)
A.光能 B.H+顺浓度穿梭 C.ATP水解 D.葡萄糖氧化分解
(6)与图2中的①处相比,关于②处发生的变化,下列表述合理的是______。(多选)
A.O2释放速率增加
B.CO2释放速率增加
C.有机物积累速率增加
D.ATP和ADP的转换速率增加
(7)由图2可见,在总光强不变的条件下,添加远红光使番茄净光合速率降低。但实际种植显示番茄产量反而上升了,下列分析合理的是______。(单选)
A.呼吸速率下降
B.总光合速率下降
C.可被叶绿素a转换的光能比率上升
D.有机物在各器官中的分配占比发生变化
(8)设W为一定的白光强度(光照强度依次表示为W1~W5),R为一定的远红光强度(光照强度依次表示为R1~R5)。现欲探得提升番茄产量的白光和远红光的最佳光照强度配比,试简述实验设计思路 。
19.(23-24高一下·上海·期末)植物能吸收一定强度的光驱动光合作用,基本过程如图所示。过度光照可能会导致DNA损伤甚至细胞死亡,但是植物能借助一种光保护机制防止这种损伤。
(1)下列物质中由反应I产生的是________________。
A.物质A B.物质B C.物质C D.物质D
(2)近来研究发现,类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活,激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递,最终将过量的光能转换成热能释放,从而防止强光对植物造成损伤(即光保护效应)。根据图信息推断下列因素中有利于PSBS发挥功能的是____________。
A.抑制B→C反应 B.抑制A物质释放 C.干旱 D.阻断反应II
(3)图中反应II进行的场所是 。
科研人员研究温度和光照强度对黄瓜净光合速率Pn(光合作用消耗CO2速率减去呼吸作用产生CO2速率)的影响,以提高大棚黄瓜产量。图1为大棚内实测温度和光照强度的日变化。图2和图3分别为温度和光照强度对黄瓜净光合速率的影响。
(4)比较图1与图2、图1与图3的实验结果,分析并提出提高大棚黄瓜产量的措施及理由(写两个方面):
(5)图3中的A点是曲线与纵坐标的交点,B点为曲线上一点,下列与图3相关的叙述中错误的是______________。
A.黄瓜处于A点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体、类囊体
B.黄瓜处于B点时,根细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体、类囊体
C.黄瓜处于A点时,限制光合作用的主要因素是光照强度和二氧化碳浓度
D.黄瓜处于B点时,类囊体膜上合成的ATP可作为各项生命活动的直接能源物质
研究人员在适宜条件下,将去除淀粉的黄瓜叶片置于表的“A-E”组烧杯中,进一步进行如下实验:
组别
烧杯中的液体成分
处理条件
淀粉检出结果
A
纯水
光照
-
B
富含CO2的纯水
黑暗
-
C
富含CO2的纯水
光照
+
D
富含CO2的葡萄糖溶液
黑暗
+
E
富含CO2的葡萄糖溶液
光照
_________________
注:“+”表示检出淀粉,加号越多检出淀粉量越大,“-”表示未检出淀粉
(6)比较分析A-D四组实验,可以得出的结论有 (写三条)。
(7)推测表2中E组实验结果为 。
20.(23-24高一下·上海·期末)棉花是重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作用过程如图1所示。图中酶a为碳反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)据图1判断,物质A是 ,物质B是 ,光照充足的环境中,物质B的去路有 。
(2)图中酶b可以催化三碳糖合成淀粉,却不能催化三碳糖合成蛋白质,说明酶具有( )
A.专一性 B.高效性 C.稳定性 D.重复性
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)主要影响植物碳反应中酶a的活性,使其活性降低。推测在高温胁迫条件下,图1中物质含量会暂时上升的是 (编号选填)
①物质 B ②物质 C ③物质 D ④物质 E ⑤物质 F
(4)下列在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是( )
A.H⁺转运 B.Mg²⁺吸收 C.CO₂的固定 D.O₂的扩散
(5) NH₄⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性,从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差。若将 NH₄⁺注入叶绿体基质,下列过程中会直接被抑制的是( )
A.电子传递 B.ATP 的合成 C.NADPH的合成 D.光能的吸收
(6)不同光照强度条件下,棉花细胞中的叶绿体通过移动对光照作出不同的响应,如图2所示,下列相关叙述正确的是( )
A.叶绿体的移动与细胞中的微管和微丝有关
B.叶绿体弱光下的响应有利于吸收利用光能
C.叶绿体对光强的响应是长期进化的结果
D.叶绿体的移动是随机的,不受外界环境影响
(7)摘取棉花的叶片,在实验室里进行叶绿体色素提取分离及含量测定的实验中,下列操作错误的是 (编号选填)
①用75%乙醇提取色素
②在聚酰胺薄膜上用色素提取液划线时要尽量画的粗一些,以获取充足的色素,便于色素分离
③使用分光光度计测量叶绿素含量时,理论上新鲜的绿色叶片叶绿素 a的含量应高于叶绿素b
④层析薄膜色素分离结果从上到下色素条带依次对应为叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
研究者以两种棉花品种S为材料,探究高温胁迫(40℃以上)对棉花品质的影响,结果如表所示。其中,CK组为对照,数据为30℃下测得; HT组数据为40℃连续培养的第5天测得。
组别
净光合速率Pn/μmol•m⁻²•s⁻¹
气孔开放程度Gs/mol·m⁻²·s⁻¹
胞间 CO₂浓度Ci/μmol·mol-¹
酶a相对活性
酶b相对活性
CK
27.78
0.66
275.17
9.16
9.39
HT
20.06**
0.59**
260.55**
6.99**
8.3*
*和**分别表示结果与对照组相比差异显著和差异极显著。
(8)根据题干材料及已学知识、图1、表的信息,分析高温胁迫会降低棉花品质的原因是: 。
21.(23-24高一下·上海·期末)在上海,最常见的草莓品种是“章姬”和“红颜”。草莓是喜光植物,自然状态下熟果期通常是5-7月。农民利用大棚技术从事生产,使得吃客们可以在1月份就能先尝为快。为了提高草莓的品质和产量,研究人员用3种方式对其进行补光,结果如表1:
不补光组
补光1组
补光2组
补光3组
补光的红蓝光比(红光:蓝光)
—
4.9:1
1.93:1
3:1
叶绿素含量mg
1.113
1.93
2.31
1.79
表1
(1)下列对3个补光组草莓植株叶绿素吸收光的种类,判断正确的是___________。
A.3个组吸收光的种类相同
B.补光1组吸收光的种类最多
C.补光2组吸收光的种类最多
D.补光3组吸收光的种类最多
(2)据表1分析,生产人员在对草莓植株补光过程中,红光所占比例越大,草莓叶片中叶绿素含量 (越多/越少/相同/无法判断)。
(3)利用聚酰胺薄膜层析分离叶绿体色素时,聚酰胺薄膜最上端的色素名称和颜色分别是___________。
A.叶绿素a、蓝绿色 B.叶绿素b、黄绿色
C.胡萝卜素、橙黄色 D.叶黄素、黄色
(4)在温室大棚中,不同CO2浓度和光照强度下草莓净光合速率的变化趋势(呼吸作用稳定)如下图所示。下列相关叙述错误的是___________。
A.获得该图的前提是温室内温度相同且适宜
B.P点前限制光合速率的因素主要是CO2浓度
C.Q点时限制a曲线光合速率的因素主要是光照强度
D.纵坐标可以用CO2的吸收速率或O2的释放速率来表示
(5)不同光照强度条件下,草莓细胞中的叶绿体通过移动对光照作出不同的响应,如下图所示,下列相关叙述正确的是___________。
A.叶绿体的移动与细胞中的微管和微丝有关
B.叶绿体弱光下的响应有利于吸收利用光能
C.叶绿体对光强的响应是长期进化的结果
D.叶绿体的移动是随机的没有任何意义
研究补光组1对草莓的光合速率和其它指标,如表2所示:
光合速
率(umol/m2·s)
每株叶
片数(个)
株高(cm)
平均单果
质量(g)
每株结
果数(个)
可溶性糖
含量(mg/g)
不补光组
16.04
26.75
14.27
14.56
9.9
2.17
补光1组
17.03
26.25
20.17*
32.76*
13.60*
2.45*
表2
*表示与不补光组相比差异显著
(6)草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物可以_____。
A.运输至果实储存 B.在光反应中传递高能电子
C.转化为淀粉储存 D.为根茎细胞分裂分化供能
(7)表2中可体现草莓品质和产量的指标是 。
(8)用表1、2中的数据和已有知识,解释用补光能提高草莓品质和产量的原因 。
22.(23-24高一下·上海·期末)根瘤是在植物根系上生长的特殊的瘤,是由固氮菌在大豆组织中共生(两种不同生物之间所形成的紧密互利关系)而形成。大豆可利用根瘤菌帮助合成自身所需的含氮化合物。如图为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径(其中PGA、TP为光合作用代谢产物,甲~丁表示结构,①~③表示代谢过程)。
(1)图中甲所指结构为 ,在此结构上进行的反应有 (编号选填)。
①二氧化碳固定 ②水的光解 ③三羧酸循环 ④ATP的合成
(2)据上图及所学知识判断,催化TP合成蔗糖的酶存在于叶肉细胞的 。(填写结构)
(3)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,如果蔗糖不能及时的运输进入维管束,在叶绿体中将首先影响 (填数字编号)过程,进而导致叶绿体中短时间C5的含量变化为 。
A.上升 B.下降 C.不变 D.先上升后下降
(4)蔗糖被运输至根细胞后,可能参与的生理过程有_______。
A.进入线粒体氧化分解
B.转变为氨基酸合成相关的酶
C.参与调节渗透压
D.转变为脂质参与构成细胞结构
(5)根瘤菌可以通过固氮作用将N2转化为NH3,该过程消耗的ATP直接来自 (根瘤菌/植物细胞),大豆可以利用固定的氮元素合成很多种物质,其中由光反应产生并参与碳反应的有 。
A.O2 B.ATP C.NADPH D.五碳糖
(6)研究大豆叶绿素含量变化时,先用 溶液提取叶绿体色素,再测定叶绿素含量。常用的测定叶绿素含量的方法是 。
A.层析法 B.分光光度法
C.同位素标记法 D.真空渗水法
23.(21-22高一·上海·期末)近年,高温、干旱等气候事件多发,引起了农作物的减产。研究人员利用油菜研究了高温(40℃)和干旱(实验过程不浇水,土壤含水量逐渐由50%降低至15%左右)对光合作用的影响。图1是光合作用过程简图,字母表示物质,数字表示光合作用的两个阶段。图2、图3是部分研究结果(气孔导度指气孔的开放程度)。
(1)图1中的字母D表示 ,阶段②表示 。
(2)实验中测定净光合速率最常测量的是图1中的物质 (填图1中字母)。
(3)电子传递指高能电子传递到辅酶Ⅱ的过程,此高能电子是 在光下活化并释放的。
(4)据图2和图3的信息分析,干旱主要影响油菜光合作用的 (填图1中数字)阶段,高温主要影响油菜光合作用的 (填图1中数字)阶段。
(5)根据本题信息推断下列叙述正确的是 (多选)。
A.干旱处理,气孔导度与净光合速率的变化基本呈正相关
B.与高温相比,干旱处理后油菜光合能力的恢复力较强
C.高温处理,油菜的净光合速率持续下降,且难以恢复
D.高温处理,气孔导度与净光合速率的变化基本呈正相关
24.(23-24高二上·上海·期末)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭,保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。某研究小组取水稻叶下表皮制作临时装片于光学显微镜下观察,得到的物像如图1甲、乙所示。
(1)图中观察到的细胞结构属于 (显微/亚显微)结构。
(2)下列关于该小组实验操作的叙述,错误的是__________。
A.欲进一步观察箭头所指的细胞,应向右下方移动装片
B.由甲到乙的调节顺序为:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋
C.若目镜的放大倍数是10×,物镜的放大倍数是10×,则被观察的细胞面积放大100倍
D.换到高倍镜下,可观察到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞结构
研究表明,气孔开闭与保卫细胞中积累K+密切相关,科研人员发现水稻叶片保卫细胞细胞质膜上OSA1蛋白受光诱导后活性提高,泵出H+,然后促进K+进入细胞,过程如下图所示,其中①—④表示物质。
(3)由图2可知,K+进入细胞的方式为 。
(4)K+进入保卫细胞后,对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为__________。
A.升高 开放 B.降低 开放 C.升高 关闭 D.降低 关闭
(5)R酶发挥作用的场所是 ,光照和CO2充足条件下,③的去路是 。
(6)水稻叶肉细胞内能量转换的主要路径是__________。
A.ATP、NADPH→糖类 B.糖类→ATP→电子传递链→ATP
C.光能→电能→ATP、NADPH D.糖类→NADH→电子传递链→ATP
(7)根细胞膜上的OSA1蛋白能将同化产生的氢离子转移至细胞外,防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从__________。
A.类囊体膜→类囊体腔 B.类囊体腔→类囊体膜
C.类囊体腔→叶绿体基质 D.叶绿体基质→细胞质基质
(8)水稻根吸收的的除了合成谷氨酸外,还可用于合成 。(编号选填)
①磷脂 ②ATP合成酶 ③纤维素 ④脱氧核苷酸
大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合,称为“气孔振荡”。“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。
(9)光照不变的条件下,气孔开度增大,短时间内图中五碳糖和④的含量变化为:__________。
A.增加 增加 B.减少 减少 C.增加 减少 D.减少 增加
(10)结合所学的知识,尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义: 。
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专题09 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中
综合题
1.(22-23高一下·上海·期末)生姜起源于热带雨林。在热带雨林环境中,上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光,而下层则接收到丰富的绿光。二氧化碳主要通过叶片气孔在环境与组织间隙间交换,组织间隙间的CO2即胞间CO2浓度。图1是生姜植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室生姜产量,某团队研究了室内光质对生姜叶片光合作用的影响,结果如图2所示(W:白光G:绿光WG:白光+绿光)。
(1)图1中A物质为______。
A.H2O B.O2 C.CO2 D.H2
(2)图1中吸收可见光的色素位于结构______。
A.① B.② C.③
(3)反应Ⅱ中的能量变化主要是______。
A.光能→电能 B.电能→活跃的化学能
C.活跃化学能→稳定化学能 D.稳定化学能→活跃化学能
(4)主要吸收红橙光和蓝紫光的叶绿体色素为______。
A.叶绿素 B.类胡萝卜素
(5)若突然将白光照射组的白光减弱,则短时间内五碳糖/三碳化合物的比值将______。
A.上升 B.下降
(6)以下对光反应和碳反应的比较(√代表发生,×代表不发生),正确的是
A.
B.
C.
D.
(7)图2中G组生姜叶片细胞内叶绿体与线粒体之间的气体关系对应于下列图______。
A. B.
C. D.
(8)根据图2和所学知识,下列相关叙述及推测正确的是______。
A.相较于白光和白光+绿光组,绿光照射下植物的胞间CO2浓度高,其原因是绿光照射下光合速率最小,消耗的CO2最少
B.胞间CO2浓度越高说明光合速率越大
C.各组内细胞光合速率大于呼吸速率
D.热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片光合速率可能不同
(9)生姜叶肉细胞光合作用产生的有机物可以______。
A.运输至果实储存
B.为花叶细胞分裂分化提供能量
C.为根部细胞吸收无机盐提供能量
D.运输至地下茎即“生姜”中储存
【答案】(1)B
(2)A
(3)C
(4)A
(5)B
(6)AD
(7)D
(8)ACD
(9)BCD
【分析】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):二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物,三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)由图1可知,反应Ⅰ为光反应过程,会发生水的光解,水的光解产生NADPH与氧气,因此A物质为O2,ACD错误,B正确。
故选B。
(2)图1中①为类囊体,②为叶绿体基质,③为叶绿体膜。光合色素位于叶绿体类囊体薄膜上,即结构①,A正确,BC错误。
故选A。
(3)反应II表示暗反应阶段,二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物,三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。能量变化是将ATP和NADPH中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,ABD错误,C正确。
故选C。
(4)叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,故主要吸收红橙光和蓝紫光的叶绿体色素为叶绿素,A正确,B错误。
故选A。
(5)若突然将白光照射组的白光减弱,短时间内光反应减弱,ATP和NADPH生成速率减慢,三碳化合物的还原速率降低,此时二氧化碳的固定速率不变,因此五碳化合物含量降低,三碳化合物含量上升,即五碳糖/三碳化合物的比值将下降,A错误,B正确。
故选B。
(6)光反应中,叶绿体中的色素利用吸收的光能把水光解,同时生成ATP,即光反应的能量变化为:光能转变为活跃的化学能;暗反应不需要色素参与,但需要水参与,利用光反应产生的ATP,把ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能,AD正确,BC错误。
故选AD。
(7)分析图2,G组净光合速率下降,但仍大于0,说明光合速率大于呼吸速率,需从细胞外吸收CO2,向细胞外释放O2,D正确,ABC错误。
故选D。
(8)A、相较于白光和白光+绿光组,光合色素对绿光的吸收量少,因此光合速率最小,消耗的CO2最少,胞间CO2浓度上升,A正确;
B、由图2可知,G组胞间CO2浓度最高,但净光合速率最低,因此胞间CO2浓度越高不能说明光合速率越大,B错误;
C、图2中净光合速率均大于0,说明光合速率大于呼吸速率,C正确;
D、在热带雨林环境中,上部植被的叶子有效地吸收入射阳光中的红光和蓝光,而下层则接收到丰富的绿光,即热带雨林中同一生姜植株不同位置的叶片接受的光质不同,因此不同位置的叶片光合速率可能不同,D正确。
故选ACD。
(9)叶肉细胞光合作用直接产生的有机物包括糖类、脂类以及蛋白质等,生姜一般不会开花结果,叶肉细胞光合作用产生的有机物可以作为呼吸的底物通过氧化分解为各种生命活动供能,还可以促进根部细胞呼吸作用吸收无机盐,可以运输至地下茎即“生姜”中储存。综上所述,A错误,BCD正确。
故选BCD。
2.(22-23高一上·上海·期末)在光合作用的研究中,植物光合产物产生器官被称作“源”,光合产物或营养物质消耗和储存部位被称作“库”。研究者对源和库的关系进行了研究。去除部分桃树枝条上的果实,检测其对叶片光合速率等的影响,结果如表所示。
组别
净光合速率(umol. M-2. 5-1)
叶片蔗糖含量(mg. g-1FW)
叶片 淀粉含量(mg. g-1'FW)
对照组
5.39
30.14
60.61
去果组
2.48
34.20
69.32
(1)测定桃树叶片的净光合速率,可以检测桃树单位面积的叶片单位时间内 。
A.吸收氧气的量 B.释放氧气的量
C.吸收二氧化碳的量 D.释放二氧化碳的量
(2)由表可知,去果组的桃树叶片 。
A.仅进行呼吸作用 B.仅进行光合作用
C.呼吸速率大于光合速率 D.呼吸速率小于光合速率
(3)据表推测:去果处理降低了 ( 选填“源”或"库”)的大小,使叶片中 积累,进而抑制了光合速率。
(4)检测蔗糖对离体叶绿体光合速率的影响,结果如图A。图A中 mol/L浓度范围的实验数据支持(3)的推测。
(5)研究发现,叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏,这将直接影响光合作用的 过程。淀粉增加还会降低叶片的气孔导度,使 供应减少进而抑制碳反应。
(6)图B为叶肉细胞光合产物合成及向库运输过程示意图。其中光反应产物(A)代表的物质有 。
(7)综合以上信息分析,去果导致叶片光合速率降低的根本原因是 。
A.光反应产物大量积累引起光反应受阻
B.ATP合酶含量下降引起光反应受阻
C.葡萄糖生成过多引起碳反应受阻
D.淀粉大量积累引起碳反应受阻
【答案】(1)BC
(2)D
(3) 库 淀粉和蔗糖
(4)0.47-0.57mol.L-1
(5) 光反应 CO2
(6)ATP和NADPH
(7)D
【分析】净光合速率的三个表达式是净光合速率=总(实际)光合速率-呼吸速率,总光合速率=真光合速率。净光合速率是指光合作用产生的糖减去呼吸消耗的糖的速率(即净光合作用产生的糖),或者净光合速率是指植物光合作用积累的有机质,是总光合速率减去呼吸速率的值。
【详解】(1)光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气表示,净光合速率一般可以用氧气的净生成速率、二氧化碳的净消耗速率和有机物的积累速率表示,BC正确,AD错误。
故选BC。
(2)据表格可知,去果组净光合速率下降,但仍然是大于0,说明光合作用大于呼吸作用,叶片蔗糖和淀粉含量由于不能运输而上升,D正确,ABC错误。
故选D。
(3)果实是光合产物或营养物质储存器官,被称作“库”,去果处理是降低了库的大小,叶片产生的淀粉和蔗糖不能转运出去,进而降低了光合速率。
(4)据图A曲线,当蔗糖浓度为0.47mol•L-1时,与蔗糖浓度为0时的净光合速率相接近,超过该浓度后,随着蔗糖浓度升高,光合速率相对值降低。因此0.47-0.57mol.L-1浓度范围的实验数据支持“叶片产生的蔗糖不能转运出去,进而抑制了光合速率”的结论。
(5)光反应的场所是类囊体薄膜,因而叶绿体中淀粉积累会导致类囊体膜结构被破坏,这将直接影响光合作用的光反应过程;气孔是外界二氧化碳进入叶肉细胞的通道,气孔导度降低会减少二氧化碳的吸收,进而影响光合作用的暗反应。
(6)图B中物质A是光反应产生的作用于暗反应的物质,因此是ATP和NADPH([H])。
(7)据题意可知,去果处理是降低了库的大小,叶片产生的淀粉和蔗糖不能转运出去,叶绿体中淀粉积累会导致CO2供应减少,进而影响暗反应过程,D正确,ABC错误。
故选D。
3.(21-22高一上·上海·期末)树冠覆膜与光合作用:金柑既可食用也可观赏,在我国秦岭以南地区栽种。下图是发生在金柑叶肉细胞中的部分反应示意图,其中字母表示物质。
树冠覆膜技术已在金柑生产中广泛应用,为研究白色覆膜对金柑生长的影响,研究人员完成了相关实验,得到了如下表所示的部分结果(气孔导度指气孔开放程度)。
组别
遮光率/
%
叶绿素/
(ng·g-1)
叶面积/
cm³
净光合速率/
(μmol·m²·s-1)
气孔导度/
(mmol·m²·s-1)
单果重
g
果实总糖/
%
覆膜
30
3.1
19.7
7.2
105.7
45.9
16.1
对照
0
2.4
14.8
8.0
93.4
43.5
14.8
(1)图中的字母A表示 ,字母C表示 ,字母D表示 。
(2)下列关于图中部分物质和能量转移途径的描述,正确的是_______。
A.氧原子的转移途径:H2O→C、D
B.碳原子的转移途径:CO2→A→NADP+
C.电子的转移途径:H2O→叶绿素a→F
D.能量的转移途径:光→叶绿素b→D、F
(3)由表可知,覆膜导致光照强度减弱,但金柑的净光合速率下降并不明显,单果重、果实总糖还略有上升,其原因可能是 。
(4)该实验只研究了30%遮光率的白色覆膜情况,若要探究对提高金柑产量和品质的最佳遮光率和覆膜颜色组合,应如何设计实验?请简要说明思路 。
【答案】(1) 三碳化合物(C3) 氧气(O2) ATP
(2)C
(3)覆膜组金柑的叶绿素含量高,叶面积大,有利于充分利用光能,促进光反应;气孔导度大,吸收CO2多,能促进暗反应,有利于提高合成有机物的量,弥补了光照减弱的不利影响,所以净光合速率下降不明显,单果重、果实总糖略有上升
(4)选择白、红、蓝三种颜色的覆膜,遮光率设置为10%、30%、50%,将遮光率和覆膜颜色两两组合,共设置9组实验,其余条件保持相同且适宜,分别测定各组金柑的净光合速率、单果重、果实总糖等指标进行比较,确定最佳遮光率和覆膜颜色组合
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
(1)光反应阶段:水光解产生[H]和氧气,ADP和Pi 结合形成ATP。
(2)暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,还原成五碳化合物,同时ATP水解成ADP和Pi。
【详解】(1)图示为光合作用的过程图,分析题图可知:A为C3,B为C5,C为氧气,D为ATP,E为ADP+Pi,F为NADPH。
(2)A、光合作用过程中氧原子的转移途径为:水→氧气(C),A错误;
B、碳原子的转移途径:CO2→C3(A)→(CH2O),B错误;
C、电子的转移途径:H2O→叶绿素a→NADPH,C正确;
D、能量的转移途径:光→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能,D错误。
故选C。
(3)由表可知,覆膜虽然导致光照强度减弱,但覆膜组金柑的叶绿素含量高,叶面积大,有利于充分利用光能,促进光反应;气孔导度大,可吸收的CO2增多,能促进暗反应,有利于提高合成有机物的量,弥补了光照减弱的不利影响,所以净光合速率下降不明显,单果重、果实总糖略有上升。
(4)若要探究对提高金柑产量和品质的最佳遮光率和覆膜颜色组合,可选择白、红、蓝三种颜色的覆膜,遮光率设置为10%、30%、50%,将遮光率和覆膜颜色两两组合,共设置9组实验,其余条件保持相同且适宜,分别测定各组金柑的净光合速率、单果重、果实总糖等指标进行比较,确定最佳遮光率和覆膜颜色组合。
4.(22-23高二下·上海·期末)图1为植物光合作用图解。为研究干旱胁迫对玉米幼苗光合特性的影响,研究人员在适宜的温度条件下,设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理组,在土壤含水量达到预期设定的4种不同程度后持续培养7d,然后连续3d测定玉米幼苗的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图2所示。
(1)图1中反应①和反应②进行的场所分别是_________。
A.叶绿体基质、类囊体膜
B.类囊体膜、叶绿体基质
C.叶绿体基质、叶绿体内膜
D.叶绿体内膜、叶绿体基质
(2)反应②过程中发生的能量变化是______。
A.光能→电能
B.光能→活跃的化学能
C.活跃的化学能→稳定的化学能
D.稳定的化学能→活跃的化学能
(3)若突然停止光照,图1中O2、NADPH和C3的含量变化分别是_______。
A.下降、升高、下降
B.升高、下降、下降
C.下降、升高、升高
D.下降、下降、升高
(4)当净光合速率大于0时,叶肉细胞中的气体交换关系为___________。
A. B.
C. D.
(5)据图2并结合已有知识分析,下列关于重度干旱条件下玉米幼苗净光合速率下降的原因推测合理的有___________。(多选)
A.重度干旱导致植物气孔关闭,CO2不足影响图1中的反应②
B.重度干旱导致类囊体中水分减少,影响图1中的反应①
C.水是叶绿素的组成成分,重度干旱导致叶绿素合成减少
D.重度干旱导致叶绿体渗透失水,类囊体被破坏,影响图1中的反应②
干旱发生时,植物细胞可因失水而质壁分离,发生如图3所示的A→B的变化。引起50%左右的细胞发生质壁分离的外界溶液浓度被称为细胞液的等渗浓度。为测定玉米幼苗的等渗浓度,某同学用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞,并记录一个视野中发生质壁分离的细胞数量(已知视野中共有细胞40个),结果如表所示。
蔗糖溶液浓度
处理时间
15秒
25秒
35秒
45秒
55秒
浓度A
5
9
13
14
14
浓度B
17
19
21
22
22
浓度C
26
28
29
31
31
浓度D
34
35
37
37
37
(6)水分子通过细胞质膜时会受到一定的阻碍。经研究发现,细胞质膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低浓度溶液向高浓度溶液跨膜运输,这种水分子跨膜运输的方式是下图中的 。
(7)细胞质壁分离指的是原生质体与细胞壁的分离,其中原生质体包括 。(用图3中细胞B的编号回答)
(8)发生图3所示现象的细胞应具备的条件是___________。(多选)
A.含大液泡
B.细胞外液浓度低于细胞液浓度
C.细胞质膜的伸缩性大于细胞壁
D.含有叶绿体的植物细胞
(9)实验中用显微镜观察时若从低倍镜转换到高倍镜,下列说法正确的是___________
A.目镜放大倍数未变
B.物镜放大倍数未变
C.视野变亮
D.视野范围变大
(10)玉米幼苗细胞液的浓度大致相当于表中的蔗糖浓度 (填表中编号)
【答案】(1)B
(2)C
(3)D
(4)D
(5)ABD
(6)c或d
(7)2、3和6
(8)ABC
(9)A
(10)浓度B
【分析】光合作用的过程:①光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生NADPH与O2,以及ATP的形成;②暗反应阶段或碳反应阶段(场所是叶绿体的基质):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C5和糖类等有机物。植物真光合速率=净光合速率+呼吸速率。而呼吸速率是将植物置于黑暗中,实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。原生质层,指的是成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。其包括细胞膜,细胞质,液泡膜。原生质层的选择透过性是生理特性,只有活细胞才具有,细胞死了,原生质层就变成完全通透性,水和溶质都可以自由透过。
【详解】(1)反应一为光合作用光反应,在类囊体薄膜进行。反应二为光合作用暗反应,在叶绿体基质进行,B正确。
故选B。
(2)反应②为光合作用暗反应,发生CO2的固定和C3的还原,ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。C正确。
故选C。
(3)停止光照,光反应不再进行,不再生成氧气和还原氢,氧气和还原氢含量均下降,二氧化碳的固定产生的三碳化合物无法被还原,含量升高。D正确。
故选D。
(4)净光合速率=总光合速率-呼吸速率,净光合速率大于0说明光合速率大于呼吸速率,线粒体呼吸产生的CO2全部用于光合作用,还需要从外界摄取CO2,D图符合题意。
故选D。
(5)A、重度干旱条件下,细胞缺水导致气孔关闭,CO2供应不足,影响光合作用的暗反应,A正确;
B、重度干旱导致类囊体中水分减少,影响图1中的反应①光反应,B正确;
C、水不是叶绿素的组成成分,C错误;
D、重度干旱导致叶绿体渗透失水,类囊体被破坏,影响光合作用的光反应,D正确。
故选ABD。
(6)分析图片可知,a为主动运输,b为自由扩散,c、d为协助扩散。水分子从低浓度溶液向高浓度溶液跨膜运输,这种水分子跨膜运输的方式是协助扩散。
(7)由图可知1细胞壁,2细胞膜,3液泡膜,4细胞核,5细胞液,6细胞质,原生质体包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质体包括2、3、6。
(8)发生质壁分离的条件:成熟的植物活细胞,含大液泡 ,细胞外液浓度低于细胞液浓度 ,细胞质膜的伸缩性大于细胞壁。ABC符合要求。
故选ABC。
(9)显微镜观察时若从低倍镜转换到高倍镜后目镜放大倍数未变,物镜放大倍数变大,视野变暗,视野范围变小。A正确。
故选A。
(10)等渗浓度是指引起50%左右的细胞发生初始质壁分离的浓度,如表可以知道,已知视野中共有细胞40个,故有20个左右细胞出现质壁分离的蔗糖浓度为B,即等渗浓度为浓度B。
5.(22-23高二下·上海·期末)绿萝因其生命力顽强,易于培养等成为常见的家庭赏叶型绿化植物,尤以叶片宽大油绿的观赏性高。在研究水分对绿萝生长的影响时,随着干旱时间的增加,坚挺的绿萝叶片发生萎蔫下垂,继而发黄;而在过于频繁浇水的情况下,绿萝根部发黑继而腐烂。
(1)绿萝叶片从坚挺到萎蔫下垂的过程中,测量并计算如图的叶片中细胞L2/Li的值会______。(单选)
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
(2)随着干旱时间的增加,绿萝叶片发黄主要是叶绿素大量减少所致,关于叶绿素描述正确的是______。(多选)
A.主要吸收红橙光和蓝紫光
B.主要吸收蓝紫光
C.用乙醇层析分离时扩散速度较叶黄素快
D.用乙醇层析分离时扩散速度较叶黄素慢
(3)过于频繁浇水使土壤中氧气减少,根部细胞无氧呼吸积累 (酒精/乳酸),且产生的ATP较有氧呼吸 (多/少),影响细胞正常的生命活动而导致根部发黑、腐烂。
某课题小组研究不同的光质对绿萝生长情况、生理特征的影响,一段时间后得到部分结果如表。
不同光质处理下绿萝生长、生理指标
光质
测量指标
对照
红光
蓝光
红蓝光
叶面积(cm2)
3208.64
3612.19
3300.90
4005.54
叶绿素含量(mg/g)
1.81
1.56
1.86
2.04
ETR
4.17
3.70
4.00
3.17
(4)该实验的对照组绿萝应为 (黑暗/白光)处理,为确保实验结果科学可信还应 (编号选填)。
①各组处理的光照强度应相同②各组选取的绿萝品种应相同③各组所处的温度可不相同④实验前各组测量指标的初始值应接近⑤各组光照时间可不相同
(5)ETR值可反映电子传递效率,对照组和蓝光下该值都较高,说明在这些光质下发生在 处的电子传递效率较高,会直接影响光反应中 的速率。(编号选填)
①类囊体膜②叶绿体基质③NADPH合成④光能转换为活跃化学能⑤活跃化学能转换为稳定化学能
(6)结合题意分析实验结果,你认为何种光质处理的绿萝观赏性较高?简要说明理由 。
【答案】(1)B
(2)AD
(3) 酒精 少
(4) 白光 ①②④
(5) ① ③④
(6)红蓝光处理的绿萝观赏性高,经红蓝光处理后叶面积大,叶绿素含量高,叶片会宽大油绿而观赏性高
【分析】1、光合色索主要吸收可见光中红光和蓝紫光。
2、影响光合作用强度的外界影响的因素主要是光照强度、二氧化碳浓度和温度,矿质元素和水也是影响光合作用的外界因素。
【详解】(1)绿萝叶片从坚挺到萎蔫下垂的过程中细胞失水发生质壁分离,因此L2/L1的值会变小,ACD错误,B正确;
故选B。
(2)叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,用乙醇层析分离时扩散速度叶绿素比叶黄素慢,BC错误,AD正确;
故选AD。
(3)如果过于频繁浇水使土壤中氧气减少,根部细胞无氧呼吸时产生积累酒精,从而影响细胞正常的生命活动而导致根部发黑、腐烂,无氧呼吸只有第一阶段产生少量ATP,因此产生的ATP较有氧呼吸少。
(4)实验组用红光、蓝光和红蓝光分别处理,因此对照组绿萝应为白光处理,为确保实验结果科学可信还应满足各组处理的光照强度应相同,①正确;各组选取的绿萝品种应相同,②正确;实验前各组测量指标的初始值应接近,④正确;为保证单一变量原则各组所处的温度必须相同,③错误,各组光照时间必须相同,⑤错误。
(5)据表分析,ETR值可反映电子传递效率,对照组和蓝光下该值都较高,说明在这些光质下发生在类囊体膜处的电子传递效率较高,会直接影响光反应中NADPH合成和光能转换为活跃化学能的速率。
(6)结合题意分析实验结果,红蓝光处理的绿萝观赏性高,经红蓝光处理后叶面积大,叶绿素含量高,叶片会宽大油绿而观赏性高。
6.(22-23高一下·上海·期末)葡萄是重要的经济作物。如图表示葡萄光合作用的部分过程其中A~F表示物质、①②表示过程、Ⅰ表示结构、甲和乙表示部位。
(1)图中,甲中能吸收、传递和转换光能的色素是______。
A.叶绿素a B.叶绿素b C.叶黄素 D.胡萝卜素
(2)若用浇灌葡萄植株,最先出现的物质是______。
A.CO2 B.淀粉、蔗糖 C.ATP D.O2
(3)根据图,条件适宜时维持甲、乙间H+浓度差的过程有______。
A.甲中的H2O在光下不断分解 B.H+以协助扩散方式通过结构F
C.乙中的H+参与物质B的合成 D.H+以自由扩散方式通过结构F
(4)过程甲和过程乙是紧密联系的两过程,过程甲为过程乙提供[ ] 和[ ] 。乙过程中②被称为 。
【答案】(1)A
(2)D
(3)ABC
(4) [B]NADPH
[D]ATP C3的还原
【分析】由图可知,A为NADP+,B为NADPH,C为ADP,D为ATP,F为载体蛋白,甲和乙分别表示类囊体和叶绿体基质。
【详解】(1)处于特殊状态的叶绿素a分子具有吸收、传递和转换光能的功能,A正确,BCD错误。
故选A。
(2)若用 H2O18 浇灌葡萄植株,被标记的水首先参与光反应中水的光解,产生O2,ABC错误,D正确。
故选D。
(3)由图可知,甲中的H2O在光下不断分解,可补充甲中H+浓度,乙中的H+参与物质B的合成可降低H+浓度,H+需借助结构F由甲运输到乙,属于协助扩散,ABC正确,D错误。
故选ABC。
(4)由图可知,过程甲为光反应阶段,过程乙为暗反应阶段,甲可为乙提供B,即NADPH,和D,即ATP,②为C3的还原。
7.(22-23高一下·上海·期末)棉花是新疆重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。交大附中内高班的同学以棉花为研究对象,进行试验探究,查阅文献后,绘制棉花叶片光合作用示意图,如图所示。图中酶a为碳反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)据图判断,物质A是 ,物质B是 ,在光照充足的环境中,物质B的去路是 。
(2)酶b催化光合作用产物转化为淀粉和蔗糖的场所分别是 和 。
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)主要影响植物碳反应中酶a的活性。推测在高温胁迫条件下,图中含量会暂时上升的物质是______。
A.物质B B.物质C C.物质D D.物质E
研究小组以两种棉花品种S和P为材料,探究高温胁迫(40℃以上)对棉花品质的影响,结果如表1所示。其中,CK组为对照,数据为30℃下测得;HT组数据为40℃连续培养的第5天测得;HTB组为40℃连续培养5天再恢复到30℃连续培养的第5天测得。
品种
组别
净光合速率Pn/μmol·m-2·s-1
气孔开放程度Gs/mol·m-2·s-1
胞间CO2浓度Ci/μmol·mol-1
酶a相对活性
酶b相对活性
P
CK
27.78
0.66
275.17
9.16
9.39
HT
20.06**
0.59**
260.55**
6.99**
8.30*
HTB
24.67*
0.62
257.55**
7.13*
7.82**
S
CK
26.93
0.63
262.37
8.93
8.53
HT
17.14**
0.55**
199.04**
5.78**
7.41*
HTB
17.34**
0.58*
270.04*
8.68
7.68*
*和**别表示结果与对照组相比差异显著和差异极显著。
(4)据表和图的信息,推测高温胁迫会降低棉花品质的原因 。(填编号)
①高温胁迫使气孔开放程度降低,胞间CO2低
②高温胁迫使气孔开放程度升高,胞间CO2浓度升高
③高温胁迫使酶a、b相对活性降低,使得碳反应速率降低
④高温胁迫使得三碳糖转化成蔗糖速率降低,运往棉铃等器官的有机物减少
(5)夏季,我国部分地区会连续多日出现40℃以上高温。研究发现,在上述地区种植棉花品种P、品种S,在高温胁迫解除后,对 (选填P或S)品种的品质(净光合速率)在短时间内更难以恢复。据表1推测可能的原因是 。
【答案】(1) H2O O2 一部分参与有氧呼吸(进入线粒体),一部分释放到外界环境
(2) 叶绿体基质 细胞质基质
(3)CD
(4)①③④
(5) S 酶b活性显著下降,使碳反应速率下降,导致光合速率下降。
【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)题图分析可知,A为水、B为氧气,在光照充足的环境中,图中物质B的去路是一部分被线粒体吸收用于呼吸作用,一部分释放到外界环境中。
(2)由图分析可知,酶b催化光合作用产物转化为淀粉的场所是叶绿体基质、转化为蔗糖的场所是细胞质基质。
(3)题图分析:C为ADP和Pi、D为ATP、E为C5、F为C3、G为CO2,高温胁迫(40℃以上)主要影响植物暗反应中酶a的活性,故CO2固定反应减弱,C5短时间内上升,C3生成少了,C3还原减弱,故消耗的NADPH和ATP减少,短时间内上升,综上所述,图中含量会暂时上升的物质是CD。
(4)据表和图中的信息,推测高温胁迫会降低棉花品质的原因是:高温胁迫使气孔开放程度下降、胞间二氧化碳浓度降低;酶a活性下降,两者均可使暗反应速率下降,导致光合作用生成的产物减少;同时,酶b活性降低,使三碳糖转化蔗糖输出到棉花其他部位的速率降低,导致暗反应速率下降。
故选①③④。
(5)上述地区种植棉花品种S,在高温胁迫解除后,棉花的气孔导度显著降低,但胞间CO2浓度显著回升,酶b活性显著降低,说明高温胁迫会降低棉花品质的原因是高温胁迫时类囊体膜结构受损等非气孔因素导致、酶b活性显著下降,使暗反应速率下降。
8.(22-23高一下·上海·期末)黄瓜的培育
光合作用是生物体生命活动赖以生存的营养和能量来源。图1为黄瓜叶片光合作用过程模式图,A-J表示物质或结构。
(1)图1中,J的化学本质和E所表示的物质分别是( )
A.蛋白质和ATP B.多糖和NADPH
C.多糖和ATP D.蛋白质和NADPH
(2)反应Ⅰ类囊体腔中积累H﹢的生理意义是( )
A.为水的光解提供能量 B.形成膜内外两侧的H﹢浓度差
C.为ATP合成提供能量 D.防止叶绿体色素被破坏
(3)若突然停止光照,图甲中物质C和三碳化合物的含量短时间内变化分别是 和 。(编号选填)
①升高 ②不变 ③下降
(4)在光合作用过程中,需要消耗ATP的是( )
A.水被分解 B.CO2的固定
C.三碳化合物的还原 D.五碳化合物的再生
E.还原型辅酶Ⅱ的生成
土壤含盐量过高对植物造成的危害称为盐胁迫。通过光合色素提取和分离实验比较黄瓜正常叶片与盐胁迫叶片的色素情况,其结果如图2所示,数字代表该位置的色素种类。
(5)该实验中分离叶绿体色素的方法是 。根据课上的实验结果,色素①的名称是 。
(6)从该实验结果比较,黄瓜正常叶片与盐胁迫叶片的色素主要是色素③、④,它们在光合作用的作用分别是 、 (编号选填)
①吸收光能 ②转换光能 ③传递光能
(7)若有同学在完成正常水稻叶片色素分离时,将所用的试剂改为石油醚,分离载体改为滤纸,发现分离结果与其他同学不同,结果如下图所示,请分析两种色素分离方法导致分离结果不同的原因 。
提高CO2浓度对盐胁迫下的黄瓜幼苗叶片光合特性、净光合速率、植林生长的影响的实验结果如图3和表1所示。图中的RuBP羧化酶催化光合作用中CO2的固定。
(8)据图3可知,土壤含盐量升高时,黄瓜叶片RuBP羧化酶的活性变化是 ;提高CO2浓度对黄瓜幼苗叶片RuBP羧化酶的影响是 。
处理方式
实验结果
CO2浓度
(μmol/mol)
NaCl浓度
(mmol/L)
叶绿素a
(mg/gFW)
电子传递速率
净光合速率Pn
(μmol m﹣2s﹣1)
干重
(g/株)
400
0
1.80
220
19
3.50
80
1.65
186
17
2.02
800
0
1.69
230
20
4.50
80
1.53
201
18
?
(备注:数据之间存在显著性差异)
(9)据表数据推测,遭受盐胁迫时黄瓜叶片会发生的变化有( )
A.水的光解加快 B.光能吸收减少
C.NADPH生成速率加快 D.释放O2的速率下降
(10)分析表中的数据,CO2浓度为800μmol/mol时,盐胁迫环境中生长的黄瓜幼苗植株的干重最可能为( )
A.1.0 B.2.7 C.3.8 D.5.0
(11)据实验结果可知,较高浓度CO2可 (增强/缓解/无影响)盐胁迫对黄瓜幼苗净光合速率的抑制作用,并利用表中的数据结合图3,阐述其中可能的机理 。
【答案】(1)D
(2)BC
(3) ③ ①
(4)C
(5) 纸层析法 胡萝卜素
(6) ①②③ ①③
(7)叶黄素②在石油醚中的溶解度高于①胡萝卜素,因而叶绿素扩散速度更快
(8) 下降 缓解因为盐胁迫导致的RuBP羧化酶的活性下降
(9)BD
(10)B
(11) 缓解 较高浓度二氧化碳处理盐胁迫的黄瓜幼苗的过程中提高了电子传递速率,进而提高了光能转化效率,同时图3结果还显示,在盐胁迫状态下,增加二氧化碳浓度RUBP羧化酶的活性有所上升,因此较高浓度的二氧化碳可缓解盐胁迫的抑制作用
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程,该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
题图分析:图示表示光合作用的过程,其中反应Ⅰ是光反应,反应Ⅱ是暗反应;A是氧气,B是ADP与Pi,C是ATP,D是NADP+,E是NADPH,F是碳水化合物,G是二氧化碳,J是氢离子通道蛋白。
【详解】(1)图中J可顺浓度梯度转运H+,同时伴随着ATP的生成,因此H的运输方式为协助扩散;E是NADPH,用于暗反应过程中C3的还原过程,即D正确。
故选D。
(2)图中反应Ⅰ是光反应,在类囊体腔中水光解为氢离子和氧气及电子,故氢离子可以与叶绿体基质中的氢离子之间形成浓度差,同时氢离子通道开放,氢离子顺浓度梯度外流驱动ATP的合成,BC正确。
故选BC。
(3)图中C是ATP,突然停止光照,光反应停止,ATP(物质C)生成减少,含量下降;同时三碳化合物的还原受阻,消耗C3减少,短时间内其来源不变,最终导致其含量C3升高。即分别为下降和升高。
故选③①
(4)A、水被分解,即光合作用过程中水在光下分解的过程中有ATP的产生,该过程不消耗ATP,A错误;
B、CO2的固定过程中没有ATP的消耗,B错误;
C、三碳化合物的还原过程中需要消耗ATP,经过该过程ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能,C正确;
D、五碳化合物的再生过程有ATP的消耗,D正确;
E、还原型辅酶Ⅱ的生成过程中消耗的是光能转化成的电能,E错误。
故选CD。
(5)分离叶绿体色素常用纸层析法进行,是利用各种色素在层析液中的溶解度不同设计的。根据课上的实验结果,色素①为橙黄色,为胡萝卜素,主要吸收蓝紫光。
(6)从该实验结果比较,黄瓜正常叶片与盐胁迫叶片的色素主要是色素③、④,即分别为叶绿素a和叶绿素b,它们均可吸收和传递光能,但只有少数特殊状态的叶绿素a能转换光能,即叶绿素a在光合作用的作用可表示为①②③,而叶绿素b的作用可表示为①和 ③。
(7)图中显示,将层析液改用石油醚后,色素①②的位置发生了改变,其他无变化,则导致这种不同出现的原因是叶黄素②在石油醚中的溶解度高于①胡萝卜素,因而叶绿素扩散速度更快。
(8)图3结果显示,土壤含盐量升高时,黄瓜叶片RuBP羧化酶的活性下降;适当提高CO2浓度对黄瓜幼苗叶片RuBP羧化酶的活性有适当提高,即增加二氧化碳浓度可缓解因为盐胁迫导致的RuBP羧化酶的活性下降。
(9)A、盐胁迫情况下,叶绿素含量下降,因此水的光解会变慢,A错误;
B、盐胁迫情况下,叶绿素含量下降,因此光能吸收减少,B正确;
C、盐胁迫情况下,叶绿素含量下降,光反应速率下降,因此 NADPH生成速率变慢,C错误;
D、盐胁迫情况下,叶绿素含量下降,光反应速率下降,因此,释放O2的速率下降,D正确。
故选BD。
(10)分析表中的数据,CO2浓度为800μmol/mol时,盐胁迫环境中净光合速率小于对照组,但大于二氧化碳浓度较低时的净光合速率,因而可推测,该种状态下生长的黄瓜幼苗植株的干重最可能在2.0~3.5之间,即B正确。
故选B。
(11)实验结果显示,较高浓度CO2可缓解盐胁迫对黄瓜幼苗净光合速率的抑制作用,其作用机制应该是提高了电子传递速率,进而提高了光能转化效率,同时图3结果还显示,在盐胁迫状态下,增加二氧化碳浓度RUBP羧化酶的活性有所上升,因此较高浓度的二氧化碳可缓解盐胁迫的抑制作用。
9.(22-23高一下·上海·期末)甜椒是我国温室栽培的主要蔬菜之一!下图中甲表示甜椒叶肉细胞中的两种细胞器,乙表示利用甜椒叶圆片探究光照强度对光合作用速率影响的实验装置。
(1)下列对甲图中两种细胞器I和Ⅱ的列表比较正确的是( )
选项
比较项目
细胞器I
细胞器Ⅱ
A.
具有双层膜结构
是
否
B.
内膜是产生ATP的场所
否
是
C.
基质中含有相关反应的酶
是
否
D.
广泛分布在动植物细胞中
是
是
(2)甲图中结构a中发生的光合作用阶段是 。
(3)下列关于甲图中CO2的叙述,正确的有( )
A.存在于I的基质 B.存在于Ⅱ的基质 C.产生于三羧酸循环
D.产生于卡尔文循环 E.产生于糖酵解过程
(4)温度会影响光合速率,当温室内温度升高或高温时间延长,可能会导致甜椒叶片的光合速率下降,可能的原因有( )
A.光照强度减弱 B.叶片面积减小
C.气孔关闭降低CO2吸收 D.酶活性受影响
某小组选取颜色相同的甜椒叶制成大小相同的叶圆片若干,用一定的方法先排除叶肉细胞间隙中的空气并按乙图装置使叶圆片沉于NaHCO3溶液中,探究光照强度与光合速率的关系(本实验中采用特殊光源,其对温度的影响可忽略不计)。该装置的实验原理是光合作用产生的O2在水溶液中的溶解度很小,主要积累在细胞间隙中,结果可使原来下沉的叶片上浮。
(5)使用乙图所示装置,适当改变条件,还可以探究哪些因素对光合作用的影响( )
A.CO2浓度 B.光质 C.O2浓度 D.温度
(6)小组同学根据实验结果绘制了坐标曲线图(见下图)其中表示相同时间内叶圆片浮起个数与光源距离关系的曲线是 (①/②)简述理由 。
下表为甜椒不同部位叶片面积、单个叶片质量(鲜重)、叶绿体色素含量、气孔开放度、净光合速率的比较。
叶片部位
叶片面积(cm2)
单叶片质量(g)
总叶绿体色素含量(mg/g鲜重)
气孔开放度
(mmol·m-2·s-1)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
上部
124.31
1.52
4.16
0.23
0.25
中部
188.62
3.38
3.60
0.12
0.10
下部
341.74
6.93
1.16
0.08
0.07
(7)据表分析,哪个部位的叶片净光合速率最高?结合表中数据及实际情况,分析造成这一现象的原因是什么?
【答案】(1)B
(2)光反应
(3)ABC
(4)CD
(5)ABD
(6) ② 距离越近,光照强度越强,光合作用强度越强,相同时间内浮起的叶圆片个数越多
(7)叶片上部的叶片面积和单叶质量小于中部、下部,但总叶绿体色素含量和气孔开放度比中部、下部高,有利于其进行光反应和暗反应,故净光合速率高
【分析】图甲中I是叶绿体,a为类囊体膜,是光合作用光反应的场所,II是线粒体,进行有氧呼吸的主要场所。
【详解】(1)A、叶绿体和线粒体都是双层膜结构,A错误;
B、叶绿体产生ATP的场所是类囊体膜,线粒体产生ATP的场所是线粒体基质和内膜,B正确;
C、叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶,线粒体的基质中含有与呼吸作用有关的酶,C错误;
D、叶绿体主要分布在植物的叶肉细胞中,线粒体动、植物细胞中都有,D错误。
故选B。
(2)a为类囊体膜,是光合作用光反应的场所。
(3)A、在植物体内,叶绿体通过光合作用将CO2固定成有机物,故CO2存在于叶绿体基质,A正确;
B、细胞进行呼吸作用会产生CO2,故CO2存在于线粒体基质,B正确;
C、在三羧酸循环中也会产生CO2,C正确;
D、卡尔文循环产生糖类物质和C5,D错误;
E、细胞呼吸过程中,糖酵解为细胞呼吸的第一阶段,其产物为丙酮酸和[H],E错误。
故选A、B、C。
(4)A、温室内温度升高或高温时间延长,不影响光照强度减弱,A错误;
B、温室内温度升高或高温时间延长,不影响叶片面积大小,B错误;
C、温室内温度升高或高温时间延长,可能会导致气孔关闭降低CO2吸收,导致暗反应受阻,致使甜椒叶片的光合速率下降,C正确;
D、温室内温度升高或高温时间延长,可能会影响酶的活性,致使甜椒叶片的光合速率下降,D正确。
故选C、D。
(5)影响光合作用的因素,除光照强度之外,CO2浓度、温度、不同光质也会影响光合作用强度,故使用使用乙图所示装置,适当改变条件,还可以探究上述因素对光合作用的影响,A、B、D正确。
故选A、B、D。
(6)表示相同时间内叶圆片浮起个数与光源距离关系的曲线是②,距离越近,光照强度越强,光合作用强度越强,相同时间内浮起的叶圆片个数越多。
(7)叶片净光合速率最高的部位是叶片上部,据表分析叶片上部的叶片面积和单叶质量小于中部、下部,但总叶绿体色素含量和气孔开放度比中部、下部高,有利于其进行光反应和暗反应,故净光合速率高。
10.(22-23高一下·上海·期末)海水稻是一种不惧海水短期浸泡,能在海边滩涂地和盐碱地生长的农作物品种。截止2021年底,我国海水稻的种植面积已经达到了60万亩地,分布在黑龙江、山东。江苏、新疆、内蒙古等十多个省份,品种覆盖全国四大类型典型盐碱地,并且全四种植平均亩产达到了450公斤。下图是海水稻的叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图,其中①~⑤为生理过程,a~h为不同物质,回答下列问题:
(1)图中,结构a的名称是 (填空),过程②需要过程①提供的 。
A.ATP和NADPH B.ADP和NADP
C.ATP和NADP+ D.ADP和NADPH
(2)图中,物质b是 ,h是 ,g是 。
(3)图中。根尖细胞在光下能产生ATP的生理过程有______。
A.① B.② C.③
D.④ E.⑤
(4)图中,在线粒体中进行的是______过程。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(5)图中,产生ATP最多的过程是______。
A.② B.③ C.④ D.⑤
袁隆平院士在抗盐碱“海水稻”的研究中发现,莱突变型水稻叶片的叶绿素含量的为野生型的一半,但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。请回答:
(6)b点时,限制突变型和野生型光合作用速率的主要环境因素都是______。
A.光照 B.温度 C.CO2浓度 D.O2浓度
(7)为探究野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,通过实验对比色素带宽度,突变型水稻的颜色为______的色素带会明显变窄。
A.橙黄色 B.黄色 C.蓝绿色 D.黄绿色
(8)c点时海水稻叶绿体产生气体的去向是 (填空),而根缺氧时,根细胞中的丙酮酸转化生成 。
A.CO2+H2O B.CO2+酒精 C.乳酸 D.CO2+乳酸
(9)为探究海水稻的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输,某同学的实验设计如下:
①取甲、乙两组生长状况基本相同的海水稻幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中;
②甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组抑制细胞呼吸;
③一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。
若甲组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率______乙组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率,说明海水稻从土壤中吸收无机盐为主动运输。
A.大于 B.小于 C.等于 D.大于等于
【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜
A
(2) O2 C3 CO2
(3)CDE
(4)CD
(5)D
(6)A
(7)CD
(8) 叶肉细胞线粒体、其他细胞线粒体和外界环境 B
(9)A
【分析】1、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上): 水的光解产生还原氢与氧气、ATP的形成、NADPH的生成。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NADPH的作用下还原生成有机物。
2、有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段是葡萄糖形成丙酮酸和[H],同时产生少量的ATP,该过程发生在细胞质基质中,第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],同时也产生少量的ATP,该过程发生在线粒体基质中,第三阶段是[H]与氧气在线粒体内膜上结合形成水,同时释放出大量的能量。
3、题图分析:图中①~⑤为代表的生理过程依次为光反应、暗反应、有氧 (无氧) 呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸的第三阶段;a~h为不同物质,依次为叶绿体类囊体薄膜、氧气、ATP、ADP、NADPH、C5、CO2、C3。
【详解】(1)据图分析可知结构a为叶绿体类囊体薄膜,是光合作用进行光反应的场所。过程①为光合作用光反应阶段,过程②为光合作用暗反应,场所为叶绿体基质,暗反应过程为CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。故②暗反应需要过程①光反应提供的ATP和NADPH,A正确,BCD错误。
故选A。
(2)水的光解产生还原氢和O2,故物质b为O2,f、g、h等物质参与暗反应过程,暗反应过程分为CO2的固定和C3的还原,故g为CO2,f为C5,h为C3。
(3)根尖细胞没有叶绿体,只能进行呼吸作用,因此,该细胞在光下能产生ATP的生理过程是有氧呼吸的三个阶段,即图中的③④⑤,AB错误,CDE正确。
故选CDE。
(4)在线粒体中进行的是有氧呼吸的第二三阶段,对应图中的④⑤过程,CD正确,AB错误。
故选CD。
(5)产生ATP最多的过程是有氧呼吸第三阶段,对应图中的⑤过程,D正确,ABC错误。
故选D。
(6)由图可知,b点后随着光照强度的增加,突变型和野生型光合作用速率都在逐渐增加,说明b点时,限制突变型和野生型光合作用速率的主要环境因素都是光照强度,A正确,BCD错误。
故选A。
(7)由题干信息可知,突变型水稻叶片的叶绿素含量的为野生型的一半,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,叶绿素a为蓝绿色,叶绿素b为黄绿色,故突变型水稻的颜色为蓝绿色和黄绿色的色素带会明显变窄,CD正确,AB错误。
故选CD。
(8)c点时海水稻的光合作用速率大于呼吸作用速率,故叶绿体产生气体的去向是叶肉细胞线粒体、其他细胞叶绿体以及外界环境中。而根缺氧时,根细胞会进行无氧呼吸,根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2,即根细胞中的丙酮酸转化生成酒精和CO2,B正确,ACD错误。
故选B。
(9)该实验的目的是探究海水稻根部吸收无机盐是主动运输还是被动运输,主动运输和被动运输的区别为是否需要ATP,故ATP的供应 (细胞呼吸条件)为自变量,Ca2+、K+的吸收速率为因变量。根据探究实验的对照原则,甲组给予正常的呼吸条件,则乙组抑制细胞呼吸;一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同说明都不需要ATP,为被动运输;若甲组吸收速率明显大于乙组吸收速率,说明海水稻从土壤中吸收无机盐是主动运输,综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
11.(22-23高一下·上海·期末)细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物,滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线,图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0、b1、b2、c)下的生理状态。请据图分析回答:
(1)甲植物是 ;当光照强度为b1时,甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有 。
(2)图2中细胞器①利用的场所是 ;I、Ⅱ、Ⅲ、IV状态对应图1中的光照强度(用字母表示)依次是 。
(3)假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异,从结构与功能相适应的角度分析,含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是 。
(4)漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势。图3为叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱(暗带部分表示被吸收的光线),则滨藜、细辛两种植物中,叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是 。
(5)生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线,则d点之后限制增产的主要外界因素是 。
【答案】(1) 滨藜 叶绿体、线粒体、细胞质基质
(2) 叶绿体基质 c、b2、b1、0
(3)细辛
(4)滨藜
(5)二氧化碳浓度(CO2浓度)
【分析】据图分析:图1中a1表示甲植物的呼吸速率,b1表示甲植物的光补偿点,a2表示乙植物的呼吸速率,b2表示乙植物的光补偿点,d表示乙植物光饱和点;图2中细胞器1是叶绿体,细胞器2是线粒体,I表示光合作用强度大于呼吸作用强度,II表示光合作用强度小于呼吸作用强度,III表示光合作用强度等于呼吸作用强度,IV表示只进行呼吸作用。
【详解】(1)据题意“细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物,滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物”可知:细辛是阴生植物,光补偿点和光饱和点低,可用乙曲线表示;滨藜是阳生植物,光补偿点和光饱和点高,可用甲曲线表示。当光照强度为b1时,甲植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,故叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质。
(2)图2中细胞器①是叶绿体,叶绿体利用 CO2 的场所是叶绿体基质,甲植物I表示光合作用强度大于呼吸作用强度,对应图1中c点、Ⅱ表示光合作用强度小于呼吸作用强度对应图1中b2点、Ⅲ表示光合作用强度等于呼吸作用强度,对应图1中b1点、IV表示只进行呼吸作用,对应图1中0点,故I、Ⅱ、Ⅲ、IV状态对应图1中的光照强度(用字母表示)依次是c、b2、b1、0。
(3)由于细辛是阴生植物,能够利用较弱的光照进行光合作用,故从结构与功能相适应的角度分析,含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是细辛。
(4)漫射光环境中,光线以较短波长的光占优势,细辛是阴生植物,含有较大基粒和较多类囊体层数,叶绿素b含量相对高,能吸收短波的蓝紫光,而滨藜是阳生植物,利用短波较差,对照图3叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱可知,滨藜、细辛两种植物中,叶绿素a与叶绿素b的比值较大的植物是滨藜。
(5)据图1分析,d点以后细辛已经达到光饱和点,此时限制光合作用的因素不再是光照强度,而是二氧化碳浓度。
12.(22-23高一下·上海·期末)图1表示叶绿体结构模式图,图2表示光反应过程示意图,据图回答下列问题。括号内填编号或字母,横线上填文字。
(1)图2过程发生在图1中的( ),其上的色素用无水乙醇层析分离时从上往下依次是 。水生成物质A和B的过程叫 。
(2)依次写出图2中下列物质的名称B ,A 。
(3)据图2分析,下列说法正确的有( )
A.ATP合成酶是穿过类囊体膜的转运蛋白
B.在光照条件下会产生A,且产生的A一定会从细胞中释放出来
C.光反应使类囊体腔的PH降低
D.A出叶绿体穿过6层膜
(4)图3中光合作用吸收的CO2量为负值的原因是 。
科研人员以某植物幼苗为材料,施以不同量的氮肥,探究氮素水平对光合作用的影响,下表为测定的最大表观光合速率时对应的各组数据(气孔导度:气孔张开的程度)
组别
氮素水平(mmol·L-1)
叶绿素含量(μg·g)
气孔导度(mmol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(μL·L-1)
表观光合速率(μmol·m-2·s-1)
A
5
86
0.68
308
19.4
B
10
99
0.78
304
20.7
C
15
103
0.85
301
21.4
(5)根据实验数据分析,提高氮素水平,表观光合速率增加,推测原因可能是氮含量增加引起 ,对可见光的吸收能力增强;A组的表观光合速率较B、C组低,气孔导度 (填“是”或“不是”)导致这种变化的主要因素,原因是 。
【答案】(1) ④ 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 水的光解
(2) H+ 氧气(O2)
(3)AC
(4)呼吸作用产生的CO2可供给光合作用利用,即呼吸作用强度大于光合作用强度
(5) 叶绿素含量增加
不是 A组气孔导度减小,但胞间CO2浓度增加
【分析】图1 为叶绿体结构模式图①外膜②内膜③叶绿体基质④基粒(由类囊体膜堆叠而成);图2物质A氧气,物质B为H+。
【详解】(1)图2表示光反应阶段,光反应发生在类囊体薄膜上,对应图1中的④,其上的色素用无水乙醇层析分离时从上往下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b;物质A为氧气,物质B为H+,水生成物质氧气和H+的过程叫水的光解。
(2)图2中物质B为H+,物质A为氧气(O2)。
(3)A、ATP合成酶可转运H+,故ATP合成酶是穿过类囊体膜的转运蛋白,A正确;
B、在光照条件下会产生A氧气,但产生的A不一定会从细胞中释放出来,还可以进入线粒体中被利用,B错误;
C、光反应会产生H+,使类囊体腔的pH降低,C正确;
D、A为氧气出叶绿体,要穿过类囊体膜,叶绿体内膜、叶绿体外膜3层膜,D错误。
故选AC。
(4)光合作用吸收的CO2量为负值的原因是:呼吸作用产生的CO2可供给光合作用利用,即呼吸作用强度大于光合作用强度。
(5)据表分析,随氮素水平的增加,叶绿素含量也随之增加,故提高氮素水平,表观光合速率增加,推测原因可能是氮含量增加引起叶绿素含量增加,对可见光吸收能力增强;据表分析A组的表观光合速率较B、C组低,A组气孔导度较B、C组小,但胞间CO2浓度大于B、C组,说明气孔导度不是导致这种变化的主要因素。
13.(23-24高三上·上海·期末)工业烟气一般含高浓度的CO2(浓度范围为6%~99%),大量释放会加重温室效应。研究人员发现,微藻(单细胞藻类)是一类经济、环保、能循环固碳的微生物,欲利用其吸收烟气中的CO2。微藻固碳的部分机制如图1所示,其中,I~VIII分别表示反应过程;甲、乙、丙、丁、戊分别表示物质,丁是微藻固碳途径中具催化功能的物质;蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的2种蛋白。然而,大量实验发现,微藻在高浓度CO2条件下,对CO2的利用率低,且在酸性环境下容易出现细胞凋亡现象。为此,研究人员尝试采取多种策略,以期提高微藻对高浓度CO2的耐受能力。
(1)研究人员从某地取样后发现,水体中除微藻外,还有蓝细菌。据已学知识判断,图1中区分微藻与蓝细菌的细胞器是 。
(2)据图1及已学知识判断,微藻细胞内能量转换的主要路经是____。
A.ATP、NADPH→糖类
B.糖类→ATP→电子传递链→ATP
C.光能→电能→ATP、NADPH
D.糖类→NADH→电子传递链→ATP
(3)据已学知识判断,图1中微藻细胞内甲既能在镁螯合酶的作用下,转化为一种能在光照下释放高能电子的乙 ;又能在铁螯合酶的作用下转化为戊,继而转化为线粒体内膜上的电子传递蛋白。该蛋白参与能量载体分子 的合成。(编号选填)
①ATP合酶 ②叶绿素a ③磷酸甘油醛 ④ATP ⑤NADH ⑥NADPH
(4)据题干及已学知识推测,图1中丁直接促进的反应过程是____。
A.C3还原 B.五碳糖还原
C.CO2固定 D.五碳糖再生
(5)研究发现,在烟气环境中与微藻细胞分裂有关的蛋白CDK4与cyclinD活性受抑制。上述蛋白能促进细胞从G1进入S期。据此推测,在烟气环境中,微藻细胞内可能出现的现象是____。
A.染色体数目加倍 B.染色质螺旋化受抑制
C.加快RNA的合成 D.纺锤体的组装受抑制
(6)据图1及已学知识推测,微藻在高浓度CO2条件下,利用CO2效率低的原因可能有____。
A.铁鳌合酶活性增强导致细胞凋亡
B.镁鳌合酶活性降低导致II的速率降低
C.蛋白2活性受抑制导致IV的速率降低
D.蛋白1活性受抑制导致HCO3-浓度降低
(7)研究人员欲采用“CO2梯度驯化”实验驯化微藻,相关技术路线如图2(a)所示。将各驯化阶段的微藻分别置于不同浓度的CO2条件下,检测相关蛋白的活性,结果如图2(b)所示。分析实验结果,并推测“CO2梯度驯化”能提高微藻CO2利用率的原因 。
【答案】(1)线粒体和叶绿体
(2)ACD
(3) ② ④
(4)C
(5)BD
(6)BCD
(7)据实验结果可知,逐渐提高CO2浓度来驯化微藻,可提高类囊体膜上电子传递链相关蛋白活性;CO2驯化浓度越高,相关蛋白活性越高,对高浓度CO2的耐受力越强;推测CO2梯度驯化可能影响囊体膜上电子传递链相关蛋白基因的表达,提高光反应效率,从而加强碳反应对CO2的利用
【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,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成[H]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,三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
【详解】(1)微藻是一种单细胞藻类,即为低等植物,为真核生物,其细胞结构中除了含有核糖体外,还含有多种细胞器;蓝细菌的细胞中没有核膜包被的细胞核,为原核生物,只有核糖体这一种细胞器,因此图1中区分微藻与蓝细菌的细胞器是叶绿体和线粒体。
(2)微藻细胞为低等植物,其细胞内有叶绿体和线粒体,而叶绿体和线粒体是细胞中与能量转换有关的细胞器,前者中发生的是光合作用,后者中发生的是有氧呼吸过程,则在这两种细胞器种发生能量转换的主要路经是光能→电能→ATP、NADPH,该过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,为光反应过程中的能量转变,ATP、NADPH→糖类发生在叶绿体基质中,代表的是暗反应过程中的能量转移途径;糖类→NADH→电子传递链→ATP代表的是有氧呼吸过程中能量的传递过程,即ACD正确。
故选ACD。
(3)图1中微藻细胞内甲既能在镁螯合酶的作用下,转化为一种能在光照下释放高能电子的乙②叶绿素a ,光反应过程中能释放高能电子的是叶绿素a,因而可推测②为叶绿素a ;又能在铁螯合酶的作用下转化为戊,继而转化为线粒体内膜上的电子传递蛋白。该蛋白参与能量载体分子,即直接能源物质ATP,即④的合成。
(4)结合图1可知,丁直接促进的反应过程是二氧化碳的固定过程,即C正确。
故选C。
(5)研究发现,在烟气环境中与微藻细胞分裂有关的蛋白CDK4与cyclinD活性受抑制。上述蛋白能促进细胞从G1进入S期。据此推测,在烟气环境中,CDK4与cyclinD活性受抑制,因此,微藻细胞内可能出现细胞分裂受阻,因此表现为染色质螺旋化受抑制和纺锤体的组装受抑制,即细胞无法完成分裂过程,即BD符合题意。
故选BD。
(6)A、铁鳌合酶活性增强,会促进线粒体的活动,进而使丁增多,促进二氧化碳的固定,使二氧化碳的利用能力上升,A错误;
B、镁鳌合酶活性降低导致叶绿素a,即图中乙的合成减少,进而使光合速率下降,因而利用二氧化碳的能力下降,B正确;
C、蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的2种蛋白,若蛋白2活性受抑制则会直接导致二氧化碳进入细胞的速率下降,进而引起利用二氧化碳的能力下降,C正确;
D、蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的2种蛋白,蛋白1活性受抑制导致HCO3-浓度降低,进而影响了二氧化碳的转运,使二氧化碳的利用能力下降,D正确。
故选BCD。
(7)研究人员欲采用“CO2梯度驯化”实验驯化微藻,相关技术路线如图2(a)所示。将各驯化阶段的微藻分别置于不同浓度的CO2条件下,检测相关蛋白的活性,结果如图2(b)所示。实验结果显示,逐渐提高CO2浓度来驯化微藻,可提高类囊体膜上电子传递链相关蛋白活性;CO2驯化浓度越高,相关蛋白活性越高,对高浓度CO2的耐受力越强;推测CO2梯度驯化可能影响囊体膜上电子传递链相关蛋白基因的表达,提高光反应效率,从而加强碳反应对CO2的利用。
14.(23-24高一上·上海闵行·期末)“植物工厂”是一种采用无土栽培和人工控制光照、温度、CO2浓度等环境条件的新兴农业生产模式。生菜生长速度快、易水培,是现今植物工厂的主要栽培品种之一。如图为生菜叶肉细胞的光合作用过程示意图,其中字母A~G表示物质,数字序号①~③表示过程。
(1)反应Ⅱ参与的多种酶位于____。
A.叶绿体外膜 B.叶绿体内膜
C.类囊体膜 D.叶绿体基质
(2)物质E是 ,物质A为过程②提供了 (编号选填)
①三碳糖 ②三碳化合物 ③五碳糖 ④H+ ⑤ATP ⑥e-
(3)图中实现了活跃化学能转变为稳定化学能的过程是____。
A.过程① B.过程②
C.过程①② D.过程①②③
(4)下列关于物质G的说法中错误的是____。
A.可再生为物质E
B.可以转变为蔗糖运输到植物体的各个部分
C.可直接用于各项生命活动供能
D.可以转变为脂肪、氨基酸等有机物
利用植物工厂进行农业生产时,优质光源的筛选特别重要。为探究不同光质配比对生菜光合特性和品质的影响,研究人员进行了相关实验,部分结果如下表。
处理
总叶绿素(mg·g-1)
净光合速率(μmol·m-2·g-1)
Rubisco活性(U·g-1)
电子传递速率(ETR)
硝酸盐含量(mg·kg-1)
白光
1.13
17.47
23.67
218.33
3324.04
红;蓝=1:4
1.49
18.41
23.13
217.98
3229.55
红:蓝=1:1
1.34
20.66
24.09
230.61
2794.10
红:蓝=4:1
1.56
23.19
27.60
248.86
2255.17
注:Ruhisco是上图中过程①的关键酶。生菜在生长后期易积累硝酸盐,不仅影响其品质,还会对人体健康构成潜在威胁。
(5)实验中利用聚酰胺薄膜为吸附载体,以95%乙醇为层析液,对叶绿体色素进行层析分离。结果位于薄膜最上端的色素带是____。
A.叶绿素a B.叶绿素b
C.胡萝卜素 D.叶黄素
(6)下列各项中,可作为光合速率测量指标的是____。
A.O2释放量 B.CO2吸收量
C.ATP生成量 D.NADPH消耗量
(7)据表中数据,光质配比为红:蓝=4:1时,生菜的产量和品质最高。以下分析合理的是____。
A.总叶绿素含量最高,有利于光能的吸收和转换
B.碳反应的多种酶活性均最高,净光合速率最大,产量最高
C.电子传递速率最快,产生的ATP和NADPH更多
D.红光比例高,硝酸盐含量低,生菜品质高
(8)请设计实验探究能使生菜的硝酸盐含量进一步降低的红蓝光质配比,简要写出实验设计思路: 。
【答案】(1)D
(2) ③ ④⑥
(3)B
(4)ABD
(5)C
(6)AB
(7)ABCD
(8)设置一系列不同红蓝配比的光源(如红:蓝=2:1、红:蓝=3:1、红:蓝=4:1、红:蓝=5:1、红:蓝=6:1、红:蓝=7:1、红:蓝=8:1)去处理长势良好、数量相同的生菜,在其他条件相同且适宜的环境中处理一段时间,然后检测生菜的硝酸盐含量
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段:
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行,在特定酶的作用下,二氧化碳与五碳化合物结合,形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下,三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物,在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的三碳化合物,经过一系列变化,又形成五碳化合物。
【详解】(1)反应Ⅱ为光合作用的暗反应阶段,暗反应在叶绿体基质中进行,反应Ⅱ参与的多种酶位于叶绿体基质,D正确。
故选D。
(2)过程①为二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,物质E是③五碳糖。过程②为三碳化合物还原,物质A为NADPH,C3在ATP的驱动下,接受NADPH提供的④H+ 、⑥e-形成三碳糖(磷酸甘油醛)。
(3)碳(暗)反应能量转换:ATP和NADPH分子中活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能,即过程②,故图中实现了活跃化学能转变为稳定化学能的过程是②,B正确。
故选B。
(4)由图可知,G是C3还原的产物三碳糖,三碳糖一部分被还原成五碳糖(物质E),一部分可以转变为蔗糖运输到植物体的各个部分,可转变糖类过多时会转化为脂肪、氨基酸等有机物ABD正确。
故选ABD。
(5)滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,故结果位于薄膜最上端的色素带是胡萝卜素,C正确。
故选C。
(6)测量光合作用指标可以用反应物的消耗量或者生成物的产生量,即O2释放量、CO2吸收量、糖类的生成量,AB正确。
故选AB。
(7)A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,总叶绿素含量最高,有利于光能的吸收和转换,A正确;
B、碳反应的多种酶活性均最高,有利用暗反应的进行,生菜的净光合速率最大,产量最高,B正确;
C、由表格内容可知,光质配比为红:蓝=4:1时,电子传递速率最快,产生的ATP和NADPH更多,提高光合速率,C正确;
D、当光质配比为红:蓝=4:1时,红光比例高,硝酸盐含量低,生菜品质高,D正确。
故选ABCD。
(8)由表格内容可知,当红光比例高时,硝酸盐含量低,故可通过进一步提高红光比例来降低生菜的硝酸盐含量,该实验的自变量为不同红蓝配比的光源,因变量为生菜的硝酸盐含量,实验步骤为:设置一系列不同红蓝配比的光源(如红:蓝=2:1、红:蓝=3:1、红:蓝=4:1、红:蓝=5:1、红:蓝=6:1、红:蓝=7:1、红:蓝=8:1)去处理长势良好、数量相同的生菜,在其他条件相同且适宜的环境中处理一段时间,然后检测生菜的硝酸盐含量。
15.(23-24高一上·上海·期末)棕色脂肪细胞的线粒体结构与其耗氧和产热功能密切相关。研究发现,与野生型小鼠(WT)相比,IFI27蛋白(线粒体基质中的一种蛋白质)缺失的小鼠(AKO)表现出畏寒和耗氧降低等现象。下图1示意棕色脂肪细胞的部分结构和生理过程,其中A-D表示物质,甲-丙表示场所,I-IV为电子传递链复合体。
(1)棕色脂肪细胞水解脂肪供能时,脂肪在酶的作用下水解产生的A、B分别是和 ,然后转变为物质D是 ,最后彻底氧化分解。(编号选填)
①甘油 ②丙酮酸 ③脂肪酸 ④乙酰辅酶A
(2)棕色脂肪细胞通过呼吸作用氧化分解有机物所释放的能量,部分储存在物质 中,部分以热能的形式释放。
(3)图1的场所甲-丁中,产生能量最多的是____。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(4)电子显微镜下观察AKO小鼠与WT小鼠的线粒体,结果如图2所示。与WT小鼠比较,AKO小鼠的线粒体____。
A.数量增多 B.嵴数量减少
C.内外膜间距增大 D.形态改变
(5)由题意和图1可知,IF127蛋白影响的生理过程有____。
A.葡萄糖→丙酮酸 B.电子传递链
C.三羧酸循环 D.丙酮酸→酒精+CO2
(6)结合图1、图2和已有知识,解释AKO小鼠畏寒以及氧耗能力下降的原因 。
【答案】(1) ③① ④
(2)ATP
(3)C
(4)B
(5)B
(6)IFI27蛋白缺失,线粒体内膜上向内凹折形成的嵴数量减少,电子传递过程受阻,生物氧化分解受阻,耗氧量下降,释放的能量减少,释放的热能也减少
【分析】分析题图:脂肪分解为脂肪酸和甘油,A为脂肪酸,B为甘油,葡萄糖在细胞质基质转化为C丙酮酸,进入线粒体基质转化为D乙酰辅酶A,参与三羧酸循环。
【详解】(1)脂肪在酶的作用下水解产生的A为③脂肪酸 ,B为①甘油,进入线粒体基质转化为D④乙酰辅酶A,参与三羧酸循环。
(2)棕色脂肪细胞通过呼吸作用氧化分解有机物所释放的能量,部分储存在物质ATP中,部分以热能的形式释放。
(3)有氧呼吸第三阶段产生能量最多,该过程发生在线粒体内膜上,即图中的丙,C正确,ABD错误。
故选C。
(4)分析图可知,与WT小鼠比较,AKO小鼠的线粒体嵴数量减少,数量以及形态结构未发生明显改变,B正确,ACD错误。
故选B。
(5)分析图1可知,IF127蛋白影响乙酰辅酶A的产生,以及电子的传递过程,B正确,ACD错误。
故选B。
(6)分析图可知:AKO小鼠IFI27蛋白缺失,线粒体内膜上向内凹折形成的嵴数量减少,电子传递过程受阻,生物氧化分解受阻,耗氧量下降,释放的能量减少,释放的热能也减少,表现出畏寒、氧耗能力下降现象。
16.(23-24高二上·上海·期末)民以食为天,从黄河流域到江汉平原,小麦是中华大地上最主要的粮食作物之一。提高小麦产量是人们亘古不变的话题。如图为小麦光合作用过程模式图,A-J表示物质或结构。
(1) 图中,J的化学本质和E 所表示的物质分别是 。
A.蛋白质和ATP B.多糖和 NADPH
C.RNA 和ATP D.蛋白质和NADPH
(2) 反应Ⅰ 类囊体腔中积累 H⁺的生理意义是 。
A.为水的光解提供能量
B.形成膜内外两侧的H`浓度差
C.为 ATP 合成提供能量
D.防止叶绿体色素被破坏
(3) 突然停止光照,图中C 和三碳化合物的含量变化分别是 和 。 (用“升高”、“不变”或“下降”表示) 。
研究者研究了不同强度紫外线对小麦光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1) 、紫外线强度增强50%组(R2) 三组,每组处理3个重复,连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图2 所示。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构,发现:
CK 组:大量叶绿体紧贴细胞边缘,呈长椭圆形,膜结构完整,内部结构清晰,基粒排列整齐而致密。
R1组:叶绿体数目减少,明显肿胀变形,叶绿体膜完整性有轻微破坏,基粒松散。
R2 组:叶绿体数目很少,肿胀加剧,呈梭形; 叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失; 基粒膨胀松散,排列稀疏紊乱,类囊体模糊不清。
(4) 据图推测CK、R1、R2三组实验中小麦的净光合速率的大小 。
(5)根据本实验中获取的数据和资料,结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响小麦光合作用的机制: 。
【答案】(1)D
(2)BC
(3) 下降 升高
(4)CK>R1>R2
(5)辐射增强会使叶绿体数量减少,使叶绿体膜、叶绿体类囊体结构受到破坏,进而导致吸收太阳光能的色素系统受到破坏,叶绿体吸收光能减少,影响光合过程中的电子传递,使得ATP和NADPH生成减少,进而影响暗反应中三碳化合物的还原,光合速率降低
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程;暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程,三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】(1)据图分析可知,J是氢离子通道蛋白,E是NADPH,D正确,ABC错误。
故选D。
(2)图中反应Ⅰ是光反应,在类囊体腔中水光解为氢离子和氧气及电子,故氢离子可以与叶绿体基质中的氢离子之间形成浓度差,同时氢离子通道开放,氢离子顺浓度梯度外流驱动ATP的合成,BC正确,AD错误。
故选BC。
(3)图中C是ATP,突然停止光照,光反应停止,ATP生成减少,含量下降;同时三碳化合物的还原受阻,消耗减少,短时间内其来源不变,最终导致其含量升高。
(4)据图可知,辐射处理期间,总叶绿素含量先升高后降低,不同处理间变化趋势相同。与CK相比,R1、R2均下降,其中R2下降幅度更高,因此净光合速率CK>R1>R2。
(5)叶绿体是光合作用的场所,类囊体薄膜上分布有光合色素和光反应所需要的酶。据题干信息,不同强度的紫外线处理,紫外线强度越大,叶绿体的数目越少,叶绿体膜、类囊体破坏越严重,总叶绿素含量越少,从而导致叶绿体吸收光能减少,光反应减弱,ATP和NADPH生成减少,进而影响暗反应中三碳化合物的还原,使光合速率降低。
17.(23-24高二下·上海黄浦·期末)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构),光合色素减少。图1为透射电镜下叶绿体照片,a~b表示相关结构;图2为茶树阶段性白化过程中相关生理指标检测结果。
(1)图1所示,光合色素存在于叶绿体的 (A.a/B.b)上,用 试剂提取并分离后,可在层析薄膜上看到四条色素带,以下颜色不可能在薄膜上看到的是 。
A.黄色 B.橙黄色 C.蓝紫色 D.黄绿色
(2)茶树叶片白化阶段,绿色的嫩叶转为乳白色,主要是因为叶绿素含量减少。下列各种因素中能直接影响叶片中叶绿素含量的是( )
A.低温 B.Mg C.CO₂浓度 D.O₂浓度
(3)白化茶树叶在复绿的过程中需要合成大量光反应有关的蛋白质。合成这些蛋白质的部分相关基因位于叶绿体中,其余相关基因位于 中;这些蛋白质在 上合成;在蛋白质合成过程中需要消耗大量 ATP,这些 ATP 主要来自于 。(编号选填)
①线粒体 ②内质网 ③核糖体 ④细胞核
(4)检测茶树阶段性白化过程中光合速率的指标可用 (编号选填)来表示。①O₂释放量 ②CO₂消耗量 ③有机物消耗量
(5)根据题意和图2分析,白化过程中茶树光合速率降低的原因是什么?请写出具体分析过程: 。
【答案】(1) a (95%)乙醇 C
(2)AB
(3) ④ ③ ①
(4)①②
(5)方面白化过程中,叶绿体内部结构解体,光合色素减少。对光能的吸收和转化减少,导致光反应产生的ATP和NADPH 减少,从而抑制了碳反应;另一方面白化过程中,气孔导度下降,CO₂吸收量减少,CO₂固定减弱,碳反应受到抑制。因此光合速率降低。
【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)图1所示,光合色素存在于叶绿体的.a类囊体薄膜上,由于光合色素能溶解到有机溶剂中,因此采用95%的酒精提取并分离后,可在层析薄膜上看到四条色素带,由上到下依次为橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄绿色(叶绿素b)因此,以下颜色不可能在薄膜上看到的是C蓝紫色。
故选C。
(2)茶树叶片白化阶段,绿色的嫩叶转为乳白色,主要是因为叶绿素含量减少。低温条件下会导致叶绿素合成减少,Mg是叶绿素的组成元素,该元素缺乏会导致叶绿素含量减少,即低温和Mg会导致叶绿素合成减少,进而导致叶绿素含量下降,AB正确。二氧化碳浓度和氧气浓度不是影响叶绿素含量的直接因素。
故选AB。
(3)白化茶树叶在复绿的过程中需要合成大量光反应有关的蛋白质。合成这些蛋白质的部分相关基因位于叶绿体中,其余相关基因位于④细胞核中;这些蛋白质在核糖体上合成,因为③核糖体是合成蛋白质的场所;在蛋白质合成过程中需要消耗大量 ATP,这些 ATP 主要来自于①线粒体,因为线粒体是细胞中的动力工厂。
(4)光合作用过程中利用光能吸收二氧化碳,释放氧气,同时合成储存能量的有机物,而检测化学反应快慢的指标可以是生成物的增加量或者是反应物的减少量,因此,检测茶树阶段性白化过程中光合速率的指标可用①O₂释放量 、②CO₂消耗量 、③有机物消耗量来表示,但有机物的消耗量不易检测,因此选择①②进行。
(5)题意显示,白化过程中,叶绿体内部结构解体,光合色素减少。对光能的吸收和转化减少,导致光反应产生的ATP和NADPH 减少,从而抑制了碳反应;另一方面结合图2结果可以看出,白化过程中,气孔导度下降,CO₂吸收量减少,CO₂固定减弱,碳反应受到抑制,因此光合速率降低。
18.(2024高二下·上海·学业考试)番茄增产:研究光照强度和植物净光合速率的关系对大棚蔬菜瓜果的生产具有重要意义。图1是番茄光合作用的部分过程示意图。同时研究显示,在自然光(即白光,W)中添加远红光(FR,波长为700~800nm)能影响番茄的净光合速率(如图2)。
(1)类囊体上叶绿素含量和光合作用的强度高度相关。测定细胞内叶绿素含量应选用______。(单选)
A.离心法
B.分光光度法
C.聚酰胺薄膜层析法
D.同位素标记法
(2)类囊体上附着能吸收并传递光能的色素,不同色素的吸收光谱不尽相同。下列四幅图中最能表示叶绿素吸收光谱的是______。(单选)
吸收光能百分率(100%)
A. B.
C. D.
(3)在图1中,与ATP合酶①处肽链的空间结构有关的是______。(多选)
A.氨基酸的种类
B.肽键的结构
C.氨基酸的数目
D.氨基酸的排列顺序
(4)图1所示光合作用过程生成的产物,除了图中所示之外,还应包括 。
(5)图1中ATP合酶每旋转一周合成3个ATP,直接驱动ATP合成酶旋转的能量来自______。(单选)
A.光能 B.H+顺浓度穿梭 C.ATP水解 D.葡萄糖氧化分解
(6)与图2中的①处相比,关于②处发生的变化,下列表述合理的是______。(多选)
A.O2释放速率增加
B.CO2释放速率增加
C.有机物积累速率增加
D.ATP和ADP的转换速率增加
(7)由图2可见,在总光强不变的条件下,添加远红光使番茄净光合速率降低。但实际种植显示番茄产量反而上升了,下列分析合理的是______。(单选)
A.呼吸速率下降
B.总光合速率下降
C.可被叶绿素a转换的光能比率上升
D.有机物在各器官中的分配占比发生变化
(8)设W为一定的白光强度(光照强度依次表示为W1~W5),R为一定的远红光强度(光照强度依次表示为R1~R5)。现欲探得提升番茄产量的白光和远红光的最佳光照强度配比,试简述实验设计思路 。
【答案】(1)B
(2)A
(3)ACD
(4)NADPH
(5)B
(6)ACD
(7)D
(8)设定白光强度为W1,测定该白光强度和各远红光强度(R1~R5)配比时的番茄产量:而后改变白光强度为W2,测定其和各远红光强度(R1~R5)配比时的番茄产量:同理,依次求得各白光强度和各远红光强度的配比时的番茄产量,在以上实验组中,找到番茄产量最高的组别即为最佳白光强度和远红光强度的配比。
【分析】研究光照强度和植物净光合速率的关系对于理解植物的光合作用机制以及优化农业生产具有重要意义。 当光照强度较弱时,植物的净光合速率通常也较低。这是因为光反应阶段产生的 ATP 和 NADPH 不足,限制了暗反应中碳的固定和还原,导致有机物的合成量相对较少。 随着光照强度逐渐增加,净光合速率也会随之上升。在一定范围内,光照强度越大,光反应产生的能量和还原力越多,能为暗反应提供更充足的条件,从而使有机物合成加快,净光合速率增加。 然而,当光照强度达到一定程度后,净光合速率不再继续增加,甚至可能出现略微下降的趋势。这可能是因为其他因素,如二氧化碳浓度、温度、酶的活性等成为了限制光合作用的主要因素。
【详解】(1)在测定叶绿素含量时,由于叶绿素对特定波长的光有特征性的吸收,使用分光光度计测量不同波长下的吸光度,然后根据标准曲线或计算公式就可以确定叶绿素的含量,ACD错误,B正确。
故选B。
(2)不同色素的吸收光谱不尽相同,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,吸收光谱应该有两个波峰,最能表示叶绿素吸收光谱的是 A 选项,A正确,BCD错误。
故选A。
(3)A、氨基酸的种类,不同种类的氨基酸具有不同的化学性质,影响肽链的空间结构,A正确;
B、肽键的结构相同与空间结构无关,B错误;
C、 氨基酸的数目,数目不同会导致肽链的长度和折叠方式不同,C正确;
D、 氨基酸的排列顺序,排列顺序决定了肽链内部的相互作用和空间构象,D正确。
故选ABD。
(4)光反应是光合作用中利用光能将水分解,其主要产物包括: 氧气(O₂) ATP(三磷酸腺苷)NADPH(还原型辅酶Ⅱ)图1所示光合作用过程生成的产物,除了图中所示之外,还应包括NADPH
(5)图 1 中 ATP 合酶每旋转一周合成 3 个 ATP,直接驱动 ATP 合成酶旋转的能量来自 H⁺顺浓度穿梭,ACD错误,B正确。
故选B。
(6)A、光合作用增强,氧气释放速率增加,A正确;
B、 光合作用增强,CO2释放速率不会增加,B错误;
C、有机物积累速率增加:净光合速率增加,有机物积累速率增加,C正确
D、 ATP 和 ADP 的转换速率增加:光合作用增强,ATP 和 ADP 的转换加快,D正确。
故选ACD。
(7)A、呼吸速率下降,净光合速率会升高,A错误;
B、总光合速率下降,无法解释番茄产量反而上升,B错误;
C、可被叶绿素a转换的光能比率上升可能导致净光合速率升高,C错误;
D、远红光使番茄净光合速率降低。但实际种植显示番茄产量反而上升可能是有机物在各器官中的分配占比发生变化,D正确。
故选D。
(8)设定白光强度为W1,测定该白光强度和各远红光强度(R1~R5)配比时的番茄产量:而后改变白光强度为W2,测定其和各远红光强度(R1~R5)配比时的番茄产量:同理,依次求得各白光强度和各远红光强度的配比时的番茄产量,在以上实验组中,找到番茄产量最高的组别即为最佳白光强度和远红光强度的配比。
19.(23-24高一下·上海·期末)植物能吸收一定强度的光驱动光合作用,基本过程如图所示。过度光照可能会导致DNA损伤甚至细胞死亡,但是植物能借助一种光保护机制防止这种损伤。
(1)下列物质中由反应I产生的是________________。
A.物质A B.物质B C.物质C D.物质D
(2)近来研究发现,类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活,激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递,最终将过量的光能转换成热能释放,从而防止强光对植物造成损伤(即光保护效应)。根据图信息推断下列因素中有利于PSBS发挥功能的是____________。
A.抑制B→C反应 B.抑制A物质释放 C.干旱 D.阻断反应II
(3)图中反应II进行的场所是 。
科研人员研究温度和光照强度对黄瓜净光合速率Pn(光合作用消耗CO2速率减去呼吸作用产生CO2速率)的影响,以提高大棚黄瓜产量。图1为大棚内实测温度和光照强度的日变化。图2和图3分别为温度和光照强度对黄瓜净光合速率的影响。
(4)比较图1与图2、图1与图3的实验结果,分析并提出提高大棚黄瓜产量的措施及理由(写两个方面):
(5)图3中的A点是曲线与纵坐标的交点,B点为曲线上一点,下列与图3相关的叙述中错误的是______________。
A.黄瓜处于A点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体、类囊体
B.黄瓜处于B点时,根细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体、类囊体
C.黄瓜处于A点时,限制光合作用的主要因素是光照强度和二氧化碳浓度
D.黄瓜处于B点时,类囊体膜上合成的ATP可作为各项生命活动的直接能源物质
研究人员在适宜条件下,将去除淀粉的黄瓜叶片置于表的“A-E”组烧杯中,进一步进行如下实验:
组别
烧杯中的液体成分
处理条件
淀粉检出结果
A
纯水
光照
-
B
富含CO2的纯水
黑暗
-
C
富含CO2的纯水
光照
+
D
富含CO2的葡萄糖溶液
黑暗
+
E
富含CO2的葡萄糖溶液
光照
_________________
注:“+”表示检出淀粉,加号越多检出淀粉量越大,“-”表示未检出淀粉
(6)比较分析A-D四组实验,可以得出的结论有 (写三条)。
(7)推测表2中E组实验结果为 。
【答案】(1)AC
(2)AD
(3)叶绿体基质
(4)黄瓜最适温度未30-35℃,大棚内的叶温大多低于30℃,因此可以适当提高大棚温度。光照强度达到1500umol·m-2·s-1时黄瓜的净光合速率最大,大棚实测光照强度均低于900 umol·m-2·s-1,因此可适当提高光照强度。
(5)ABCD
(6)光合作用需要光照;黄瓜叶片可以吸收葡萄糖合成淀粉;二氧化碳是合成淀粉的原料。
(7)++
【分析】据图分析:图示表示光合作用的过程,其中阶段Ⅰ表示光反应阶段,阶段Ⅱ表示暗反应阶段;图中的水的光解发生在叶绿体的类囊体腔中,物质A是氧气,物质B是ADP,物质C是ATP,物质D是NADP+,物质E是NADPH,物质F是碳水化合物,物质G是二氧化碳。
【详解】(1)据图分析,物质A是氧气,物质B是ADP,物质C是ATP,物质D是NADP+,物质E是NADPH,物质F是碳水化合物,物质G是二氧化碳。反应Ⅰ表示光反应阶段,图中的物质A(氧气)、物质C(ATP)、物质E(NADPH)都是光反应的产物。
故选AC。
(2)据图分析可知,PSBS的作用是抑制电子在类囊体膜上的传递(光反应阶段),所以NADPH(抑制D→E反应)和ATP(抑制B→C反应)的合成受阻,导致暗反应阶段(即阻断反应II)不能进行。
故选AD。
(3)图中反应II表示暗反应阶段,反应的场所是叶绿体基质。
(4)图2中随着温度的升高,净光合速率先升高后降低,黄瓜最适温度为30-35℃,而大棚内的叶温大多低于30℃,所以可以适当提高大棚温度来提高净光合速率从而提高大棚黄瓜产量;图3中光照强度达到1500umol·m-2·s-1时黄瓜的净光合速率最大,大棚实测光照强度均低于900 umol·m-2·s-1,因此可适当提高光照强度来提高净光合速率从而提高大棚黄瓜产量。
(5)A、A点是曲线与纵坐标的交点,故A点表示黄瓜的呼吸速率,黄瓜处于A点时,不进行光合作用,故叶肉细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体,A错误;
B、B点为曲线上一点,该点表示黄瓜进行了光合作用和呼吸作用,但其根细胞不能进行光合作用,故根细胞中能产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体,B错误;
C、A点表示黄瓜的呼吸速率,由于光照强度为0,不进行光合作用,因此限制光合作用的主要因素是光照强度,C错误;
D、类囊体膜上合成的ATP主要用于暗反应,D错误。
故选ABCD。
(6)据表分析可知,该实验的自变量是否光照、是否含有葡萄糖,即烧杯中液体成分和处理条件。表格中光照条件下能够进行光合作用,即A、C组。植物体内二氧化碳可以参与卡尔文循环,其产物葡萄糖被运输至细胞质基质后转变为淀粉。B、D组检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉,比较分析A-D四组实验,可以得出的结论有:光合作用需要光照;黄瓜叶片可吸收葡萄糖合成淀粉;CO2 是合成淀粉的原料。
(7) E组具有光照、叶片放入富含CO2的葡萄糖溶液,应该产生的淀粉多于CD组,故实验结果应为:++。
20.(23-24高一下·上海·期末)棉花是重要的经济作物,叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作用过程如图1所示。图中酶a为碳反应的关键酶,酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶,字母A-G代表物质。
(1)据图1判断,物质A是 ,物质B是 ,光照充足的环境中,物质B的去路有 。
(2)图中酶b可以催化三碳糖合成淀粉,却不能催化三碳糖合成蛋白质,说明酶具有( )
A.专一性 B.高效性 C.稳定性 D.重复性
(3)研究表明,高温胁迫(40℃以上)主要影响植物碳反应中酶a的活性,使其活性降低。推测在高温胁迫条件下,图1中物质含量会暂时上升的是 (编号选填)
①物质 B ②物质 C ③物质 D ④物质 E ⑤物质 F
(4)下列在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是( )
A.H⁺转运 B.Mg²⁺吸收 C.CO₂的固定 D.O₂的扩散
(5) NH₄⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性,从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差。若将 NH₄⁺注入叶绿体基质,下列过程中会直接被抑制的是( )
A.电子传递 B.ATP 的合成 C.NADPH的合成 D.光能的吸收
(6)不同光照强度条件下,棉花细胞中的叶绿体通过移动对光照作出不同的响应,如图2所示,下列相关叙述正确的是( )
A.叶绿体的移动与细胞中的微管和微丝有关
B.叶绿体弱光下的响应有利于吸收利用光能
C.叶绿体对光强的响应是长期进化的结果
D.叶绿体的移动是随机的,不受外界环境影响
(7)摘取棉花的叶片,在实验室里进行叶绿体色素提取分离及含量测定的实验中,下列操作错误的是 (编号选填)
①用75%乙醇提取色素
②在聚酰胺薄膜上用色素提取液划线时要尽量画的粗一些,以获取充足的色素,便于色素分离
③使用分光光度计测量叶绿素含量时,理论上新鲜的绿色叶片叶绿素 a的含量应高于叶绿素b
④层析薄膜色素分离结果从上到下色素条带依次对应为叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
研究者以两种棉花品种S为材料,探究高温胁迫(40℃以上)对棉花品质的影响,结果如表所示。其中,CK组为对照,数据为30℃下测得; HT组数据为40℃连续培养的第5天测得。
组别
净光合速率Pn/μmol•m⁻²•s⁻¹
气孔开放程度Gs/mol·m⁻²·s⁻¹
胞间 CO₂浓度Ci/μmol·mol-¹
酶a相对活性
酶b相对活性
CK
27.78
0.66
275.17
9.16
9.39
HT
20.06**
0.59**
260.55**
6.99**
8.3*
*和**分别表示结果与对照组相比差异显著和差异极显著。
(8)根据题干材料及已学知识、图1、表的信息,分析高温胁迫会降低棉花品质的原因是: 。
【答案】(1)H2O O2 ①用于植物有氧呼吸(在线粒体中消耗) ②释放到外界环境中
(2)A
(3)③④
(4)D
(5)B
(6)ABC
(7)①②④
(8)高温胁迫使气孔开放程度下降、胞间CO2浓度下降,碳反应速率下降,同时高温胁迫使酶a、酶b活性下降 ,导致碳反应及淀粉、蔗糖合成速率下降 ,高温会使呼吸速率增加,光合作用积累的有机物减少,运输至棉铃等器官的有机物减少,棉花品质下降
【分析】1.光反应
(1)光能的捕获与转换:类囊体膜上的光合色素吸收的光能并传递到特定的叶绿素a上,使叶绿素a激发并释放出高能电子。
(2)水的光解:失去电子后的叶绿素a从H2O中夺取电子,失去电子后的H2O分子裂解为O2和H+。
(3)高能化合物的形成:叶绿素a释放的高能电子与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)以及H+结合形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH);类囊体膜蛋白将叶绿体基质中H+泵入类囊体,使类囊体腔中H+浓度高于类囊体外基质。H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合酶,驱动ATP的形成。
2.碳反应
(1)CO2的固定:植物吸收的CO2与叶绿体基质中的五碳糖结合,在酶的催化下形成2个三碳化合物(C3)。C3在ATP的驱动下,接受NADPH提供的H+和电子,形成三碳糖。
(2)合成糖:一部分三碳糖再生为五碳糖;另一部分三碳糖将从叶绿体转运到细胞质基质中转变为蔗糖,并运输到植物体的各个部分或变成淀粉暂时储存在叶绿体中。
【详解】(1)结合上述过程分析图1,物质A是水(H2O),物质B是氧气(O2),物质C是ADP、Pi和NADP+,物质D是ATP和NADPH,物质G是CO2,物质F是C3,物质E是C5。故物质A是水(H2O),物质B是氧气(O2),在光照充足的环境中,植物光合作用速率大于呼吸作用速率,叶绿体产生的氧气可以用于植物有氧呼吸(参与有氧呼吸第三阶段的反应),多余的氧气释放到外界环境中,因此物质B的去路是用于植物有氧呼吸和释放到外界环境中。
(2)图中酶b可以催化三碳糖合成淀粉,却不能催化三碳糖合成蛋白质,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,说明酶具有专一性。A正确,BCD错误。
故选A。
(3)根据题干可知,高温胁迫主要影响植物碳反应中酶a的活性,使酶a的活性降低,则CO2和C5结合生成C3的反应过程减弱,而其他阶段受高温胁迫影响较小,所以C5的消耗量减少, C3的生成量减少,因此C5的含量会暂时上升;C3生成量减少导致还原过程消耗的ATP和NADPH也减少,则ATP和NADPH的量会暂时上升。③④正确,①②⑤错误。
故选③④。
(4)A、类囊体膜蛋白将叶绿体基质中H+泵入类囊体,使类囊体腔中H+浓度高于类囊体外基质。H+顺浓度梯度穿过类囊体膜上的ATP合成酶,驱动ATP的合成,因此H+的转运需要蛋白质参与,A错误;
B、Mg²⁺吸收属于主动运输,需要载体蛋白和ATP的参与,B错误;
C、由图可知,CO₂的固定需要酶a的催化, C错误;
D、O₂的扩散属于自由扩散,不需要载体和能量,因此不需要蛋白质的参与,D正确。
故选D。
(5)A、光合作用的电子传递发生在类囊体膜上,不会受膜通透性的影响,A错误;
B、ATP合成过程需要消耗类囊体两侧的H+浓度差提供的梯度势能。而NH₄⁺能消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差,则ATP的合成过程会被抑制,B正确;
C、NADPH的合成需要叶绿体基质中的H+和类囊体膜上传递的电子,因此NADPH的合成过程不受H+浓度差的影响,C错误;
D、光能的吸收与色素种类和含量有关,而将NH₄⁺注入叶绿体基质不会对色素造成影响,D错误。
故选B。
(6)A、细胞质中分布着由蛋白质纤维(微管、微丝等)构成的细胞骨架,叶绿体可沿着细胞骨架进行移动,因此叶绿体的移动依赖于细胞中的微管和微丝,A正确;
B、弱光条件下叶绿体分布在细胞向光侧,对光能的吸收增加,有利于吸收利用光能,B正确;
C、叶绿体在不同光照强度下分布在细胞中的不同位置与自然选择有关,是长期进化的结果,C正确;
D、叶绿体的移动主要受光照强度影响,便于更好地吸收光能,或避免强光造成细胞结构受损,D错误。
故选ABC。
(7)①叶绿体中的色素需要用95%的乙醇或丙酮提取,①错误;
②在聚酰胺薄膜上用色素提取液划线时要尽量画的细一些,否则会导致线条过粗或液滴过大,使色素起始位置不一致,②错误;
③使用分光光度计测量叶绿素含量时,理论上新鲜的绿色叶片叶绿素 a的含量应高于叶绿素b,③正确;
④层析薄膜色素分离结果从上到下色素条带依次对应为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,④错误。
故选①②④。
(8)结合表格分析,两个棉花品种在高温胁迫条件下均出现净光合速率下降、气孔开放程度降低、胞间CO2浓度下降以及酶a、酶b活性下降的情况。根据图1分析,酶b活性下降会使蔗糖的合成减少,运往棉铃等器官的有机物减少。因此,根据题干材料以及所学知识、表格和图1的信息,推测高温胁迫会降低棉花品质的原因是:高温胁迫使气孔开放程度下降、胞间CO2浓度下降,碳反应速率下降,同时高温胁迫使酶a、酶b活性下降,导致碳反应速率以及淀粉、蔗糖合成速率下降;高温会使呼吸速率增加,光合作用积累的有机物减少,运输至棉花等器官的有机物减少,棉花品质下降。
21.(23-24高一下·上海·期末)在上海,最常见的草莓品种是“章姬”和“红颜”。草莓是喜光植物,自然状态下熟果期通常是5-7月。农民利用大棚技术从事生产,使得吃客们可以在1月份就能先尝为快。为了提高草莓的品质和产量,研究人员用3种方式对其进行补光,结果如表1:
不补光组
补光1组
补光2组
补光3组
补光的红蓝光比(红光:蓝光)
—
4.9:1
1.93:1
3:1
叶绿素含量mg
1.113
1.93
2.31
1.79
表1
(1)下列对3个补光组草莓植株叶绿素吸收光的种类,判断正确的是___________。
A.3个组吸收光的种类相同
B.补光1组吸收光的种类最多
C.补光2组吸收光的种类最多
D.补光3组吸收光的种类最多
(2)据表1分析,生产人员在对草莓植株补光过程中,红光所占比例越大,草莓叶片中叶绿素含量 (越多/越少/相同/无法判断)。
(3)利用聚酰胺薄膜层析分离叶绿体色素时,聚酰胺薄膜最上端的色素名称和颜色分别是___________。
A.叶绿素a、蓝绿色 B.叶绿素b、黄绿色
C.胡萝卜素、橙黄色 D.叶黄素、黄色
(4)在温室大棚中,不同CO2浓度和光照强度下草莓净光合速率的变化趋势(呼吸作用稳定)如下图所示。下列相关叙述错误的是___________。
A.获得该图的前提是温室内温度相同且适宜
B.P点前限制光合速率的因素主要是CO2浓度
C.Q点时限制a曲线光合速率的因素主要是光照强度
D.纵坐标可以用CO2的吸收速率或O2的释放速率来表示
(5)不同光照强度条件下,草莓细胞中的叶绿体通过移动对光照作出不同的响应,如下图所示,下列相关叙述正确的是___________。
A.叶绿体的移动与细胞中的微管和微丝有关
B.叶绿体弱光下的响应有利于吸收利用光能
C.叶绿体对光强的响应是长期进化的结果
D.叶绿体的移动是随机的没有任何意义
研究补光组1对草莓的光合速率和其它指标,如表2所示:
光合速
率(umol/m2·s)
每株叶
片数(个)
株高(cm)
平均单果
质量(g)
每株结
果数(个)
可溶性糖
含量(mg/g)
不补光组
16.04
26.75
14.27
14.56
9.9
2.17
补光1组
17.03
26.25
20.17*
32.76*
13.60*
2.45*
表2
*表示与不补光组相比差异显著
(6)草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物可以_____。
A.运输至果实储存 B.在光反应中传递高能电子
C.转化为淀粉储存 D.为根茎细胞分裂分化供能
(7)表2中可体现草莓品质和产量的指标是 。
(8)用表1、2中的数据和已有知识,解释用补光能提高草莓品质和产量的原因 。
【答案】(1)A
(2)无法判断
(3)C
(4)C
(5)ABC
(6)ACD
(7)平均单果质量、每株结果数、可溶性糖含量
(8)适当补光能提高草莓叶片叶绿素含量,增加光能的吸收、传递和转换的效率,光反应速率提高,产生更多的ATP、NADPH,暗反应速率加快,从而使光合作用速率提高,增加草莓有机物(可溶性糖)积累量,光合作用产物可通过草莓各处的输导组织,更多的分配到草莓果实中,使得平均单果质量显著提高,大幅度提高了草莓品质,同时补光后增加了草莓的株高,进一步提高每株结果数,最终提高了草莓产量。
【分析】1、叶绿体中色素分布在类囊体膜上,色素的种类包括:叶绿素和类胡萝卜素,其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、分析表1中数据可知,补光条件下三组的叶绿素含量均比不补光组条件下高,而叶绿素含量提高有利于对光能的吸收和利用。再分析表2可知,除了光合速率和每株叶片数增加不明显外,其它各种指标均比对照组显著增加,说明补光可以增加草莓的品质和产量。
【详解】(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此3组补光组吸收的光的种类相同。A正确,BCD错误。
故选A。
(2)据表分析,对草莓植株补光过程中,补光组1红光比例最大,其次是补光组3,再次是补光组2,而叶绿素含量补光组2最高,其次是补光组1,再次是补光组3,因此无法判断红光比例大小与叶绿素含量的关系。
(3)利用聚酰胺薄膜层析分离叶绿体色素时,聚酰胺薄膜上自上而下的色素分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,其中最上端的色素是胡萝卜素,颜色为橙黄色。C正确,ABD错误。
故选C。
(4)A、温室内温度属于无关变量,应保持相同且适宜,A正确;
B、P点前,无论是哪种光照强度,净光合速率都随CO2浓度的增大而增大,此时,限制光合作用速率的因素主要是CO2浓度,B正确;
C、a曲线已经是高光强,此时随着CO2浓度增加,净光合作用速率不再改变,此时限制光合作用速率的因素主要是内因(色素数量、酶的活性等),C错误;
D、净光合速率可以用CO2的吸收速率或O2的释放速率来表示,D正确。
故选C。
(5)A、叶绿体的移动与细胞骨架有关,依赖于细胞中的微管与微丝,A正确:;
B、弱光条件下叶绿体分布在细胞向光侧,对光的吸收增加,有利于吸收利用光能,B正确;
C、叶绿体在不同光照强度下分布在细胞中的不同位置与自然选择有关,是长期进化的结果, C正确;
D、叶绿体的移动主要受光照强度影响,便于更好地吸收光能,或避免强光造成细胞结构受损,其移动并不是随机的,D错误。
故选 ABC。
(6)草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物包括糖类、脂类以及蛋白质等,光合作用的产物可以运输到果实储存起来,也可以转化为淀粉储存,还可以作为呼吸的底物通过氧化分解为各种生命活动供能。ACD正确,B错误。
故选ACD。
(7)分析表中数据可知,表中的平均单果质量、每株结果数和可溶性糖含量量均可以体现草莓品质和产量。
(8)根据表中实验数据分析可知,适当补光可以增加叶绿素的含量,增加光能的吸收、传递和转换的效率,光反应速率提高,产生更多的ATP、NADPH,促进暗反应速率加快,从而使光合作用速率提高;而且光合作用的产物是有机物,故增加草莓有机物(可溶性糖)积累量,光合作用产物可通过草莓各处的输导组织,更多的分配到草莓果实中,使得平均单果质量显著提高,大幅度提高了草莓品质,同时补光后增加了草莓的株高,进一步提高每株结果数,最终提高了草莓产量。
22.(23-24高一下·上海·期末)根瘤是在植物根系上生长的特殊的瘤,是由固氮菌在大豆组织中共生(两种不同生物之间所形成的紧密互利关系)而形成。大豆可利用根瘤菌帮助合成自身所需的含氮化合物。如图为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径(其中PGA、TP为光合作用代谢产物,甲~丁表示结构,①~③表示代谢过程)。
(1)图中甲所指结构为 ,在此结构上进行的反应有 (编号选填)。
①二氧化碳固定 ②水的光解 ③三羧酸循环 ④ATP的合成
(2)据上图及所学知识判断,催化TP合成蔗糖的酶存在于叶肉细胞的 。(填写结构)
(3)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,如果蔗糖不能及时的运输进入维管束,在叶绿体中将首先影响 (填数字编号)过程,进而导致叶绿体中短时间C5的含量变化为 。
A.上升 B.下降 C.不变 D.先上升后下降
(4)蔗糖被运输至根细胞后,可能参与的生理过程有_______。
A.进入线粒体氧化分解
B.转变为氨基酸合成相关的酶
C.参与调节渗透压
D.转变为脂质参与构成细胞结构
(5)根瘤菌可以通过固氮作用将N2转化为NH3,该过程消耗的ATP直接来自 (根瘤菌/植物细胞),大豆可以利用固定的氮元素合成很多种物质,其中由光反应产生并参与碳反应的有 。
A.O2 B.ATP C.NADPH D.五碳糖
(6)研究大豆叶绿素含量变化时,先用 溶液提取叶绿体色素,再测定叶绿素含量。常用的测定叶绿素含量的方法是 。
A.层析法 B.分光光度法
C.同位素标记法 D.真空渗水法
【答案】(1) 叶绿体内囊体薄膜 ②④
(2)细胞质基质
(3) ② B
(4)ABCD
(5) 根瘤菌 BC
(6) 无水乙醇 B
【分析】光合作用的过程图解: 【详解】(1)甲表示光合作用光反应阶段,在叶绿体类囊体薄膜上进行,该过程中参与的反应有水的光解和ATP的合成。
(2)根据图示,催化TP合成蔗糖的酶这个过程在细胞质基质中。
(3)如果蔗糖不能及时的运输进入维管束会使TP在细胞质基质中积累,导致叶绿体中的TP不能及时运出,将首先影响②过程,即PGA被还原的过程被抑制,进而导致叶绿体中短时间C5的生成下降,即含量也下降。
(4)蔗糖被运输至根细胞后,可能参与的生理过程有:蔗糖首先被分解为葡萄糖和果糖,这些单糖可以进入细胞的线粒体中进行氧化分解,产生能量(ATP)供植物使用。这是植物细胞获取能量的重要途径之一;蔗糖分解产生的单糖还可以作为原料,通过一系列的生化反应转变为氨基酸。氨基酸是蛋白质的基本组成单位,而蛋白质中的酶是调节生物体内各种生化反应的催化剂,对植物的生长发育至关重要;蔗糖在植物体内的分布和转运可以影响细胞的渗透压。渗透压的调节对于植物吸收水分和养分、维持细胞结构稳定性等方面都是非常重要的;蔗糖分解产生的单糖还可以转变为脂质,脂质是构成细胞膜和某些细胞器膜的主要成分之一,对维持细胞结构和功能发挥着重要作用。
(5)根据图示,根瘤菌可以通过固氮作用将N2转化为NH3,该过程消耗的ATP直接来自根瘤菌,大豆由光反应产生并参与碳反应的有ATP和NADPH。
(6)因为色素易溶于有机溶剂,因此提取叶绿素时用无水乙醇来提取色素。常用分光光度法来测定叶绿素含量。
23.(21-22高一·上海·期末)近年,高温、干旱等气候事件多发,引起了农作物的减产。研究人员利用油菜研究了高温(40℃)和干旱(实验过程不浇水,土壤含水量逐渐由50%降低至15%左右)对光合作用的影响。图1是光合作用过程简图,字母表示物质,数字表示光合作用的两个阶段。图2、图3是部分研究结果(气孔导度指气孔的开放程度)。
(1)图1中的字母D表示 ,阶段②表示 。
(2)实验中测定净光合速率最常测量的是图1中的物质 (填图1中字母)。
(3)电子传递指高能电子传递到辅酶Ⅱ的过程,此高能电子是 在光下活化并释放的。
(4)据图2和图3的信息分析,干旱主要影响油菜光合作用的 (填图1中数字)阶段,高温主要影响油菜光合作用的 (填图1中数字)阶段。
(5)根据本题信息推断下列叙述正确的是 (多选)。
A.干旱处理,气孔导度与净光合速率的变化基本呈正相关
B.与高温相比,干旱处理后油菜光合能力的恢复力较强
C.高温处理,油菜的净光合速率持续下降,且难以恢复
D.高温处理,气孔导度与净光合速率的变化基本呈正相关
【答案】(1) 二氧化碳 暗反应
(2)BD
(3)叶绿素a
(4) ② ①
(5)ABC
【分析】图1为光反应过程,阶段①表示光反应,场所是叶绿体类囊体薄膜上,A为水,B为氧气,E为NADPH,阶段②是暗反应,D是二氧化碳,F是三碳化合物,C是有机物。图2中一定时间内,高温对净光合速率的影响小于干旱对净光合速率的影响。
【详解】(1)根据图中ATP的形成,可判断阶段①表示光反应,可吸收光能,将水光解,并形成NADPH和ATP。阶段②为暗反应,字母D表示参与暗反应的二氧化碳。
(2)实验中测定净光合速率最常测量的是二氧化碳的吸收量、有机物的积累量(干重量)、氧气的释放量,但有机物的积累量(干重量)测量时需要将植物烘干,测量相对麻烦,因此常测量二氧化碳的吸收量和氧气的释放量。在该实验中,B代表是氧气的释放量,D是二氧化碳的吸收量。因此实验中测定净光合速率最常测量的是图1中的物质B、D。
(3)叶绿素a能吸收和转化光能,光能被叶绿素a吸收并活化,释放出高能电子,经电子传递链传递后最终生成还原型辅酶Ⅱ,提供给暗反应。
(4)根据图3数据对比可知,针对气孔导度的过程,干旱条件对气孔导度的影响较大,说明干旱主要影响②暗反应阶段;针对电子传递,高温条件下影响较大,说明高温主要影响①光反应阶段。
(5)A、根据图2、3,比较干旱条件下净光合速率和气孔导度,两者都是随着干旱天数增加,逐渐减小,且6d后恢复正常条件,二者均上升,因此气孔导度与净光合速率的变化基本呈正相关,A正确;
B、根据图2分析,干旱与高温处理6天后,随即恢复正常环境3天,则干旱影响后的净光合速率相对高温影响后的净光合速率变化,前者较快恢复并上升,说明与高温相比,干旱处理后油菜光合能力的恢复力较强,B正确;
C、由图2可知,高温处理6天后,随即恢复正常环境3天,净光合速率持续下降直至为0,难以恢复,C正确;
D、根据图2、3,比较高温条件下净光合速率和气孔导度,高温条件下净光合速率一直下降为0,而高温下的气孔导度表现为先增加后减小,再增加,再减小的波动曲线,因此气孔导度与净光合速率的变化不是正相关,D错误。
故选ABC。
24.(23-24高二上·上海·期末)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭,保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。某研究小组取水稻叶下表皮制作临时装片于光学显微镜下观察,得到的物像如图1甲、乙所示。
(1)图中观察到的细胞结构属于 (显微/亚显微)结构。
(2)下列关于该小组实验操作的叙述,错误的是__________。
A.欲进一步观察箭头所指的细胞,应向右下方移动装片
B.由甲到乙的调节顺序为:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋
C.若目镜的放大倍数是10×,物镜的放大倍数是10×,则被观察的细胞面积放大100倍
D.换到高倍镜下,可观察到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞结构
研究表明,气孔开闭与保卫细胞中积累K+密切相关,科研人员发现水稻叶片保卫细胞细胞质膜上OSA1蛋白受光诱导后活性提高,泵出H+,然后促进K+进入细胞,过程如下图所示,其中①—④表示物质。
(3)由图2可知,K+进入细胞的方式为 。
(4)K+进入保卫细胞后,对细胞液浓度及气孔开放程度的影响分别为__________。
A.升高 开放 B.降低 开放 C.升高 关闭 D.降低 关闭
(5)R酶发挥作用的场所是 ,光照和CO2充足条件下,③的去路是 。
(6)水稻叶肉细胞内能量转换的主要路径是__________。
A.ATP、NADPH→糖类 B.糖类→ATP→电子传递链→ATP
C.光能→电能→ATP、NADPH D.糖类→NADH→电子传递链→ATP
(7)根细胞膜上的OSA1蛋白能将同化产生的氢离子转移至细胞外,防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从__________。
A.类囊体膜→类囊体腔 B.类囊体腔→类囊体膜
C.类囊体腔→叶绿体基质 D.叶绿体基质→细胞质基质
(8)水稻根吸收的的除了合成谷氨酸外,还可用于合成 。(编号选填)
①磷脂 ②ATP合成酶 ③纤维素 ④脱氧核苷酸
大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性地闭合,称为“气孔振荡”。“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。
(9)光照不变的条件下,气孔开度增大,短时间内图中五碳糖和④的含量变化为:__________。
A.增加 增加 B.减少 减少 C.增加 减少 D.减少 增加
(10)结合所学的知识,尝试解释干旱条件下“气孔振荡”对植物生长发育的意义: 。
【答案】(1)显微
(2)ACD
(3)主动运输
(4)A
(5) 叶绿体基质 有用于自身的呼吸消耗和释放到细胞外供其他细胞或者生物使用。
(6)ACD
(7)C
(8)②④
(9)D
(10)气孔振荡既可以降低植物的蒸腾作用,又能保证CO2供应,使光合作用能够正常进行。
【分析】高倍显微镜的使用方法:低倍镜下找到清晰的物像→移动装片,使物像移至视野中央→转动转换器,换用高倍物镜→调节 反光镜和光圈,使视野亮度适宜→调节细准焦螺旋,使物像清晰。
【详解】(1)图示中可以观察不到各种细胞器的结构及细胞核的结构,可以观察到细胞膜的存在所以图示为细胞的显微结构模式图。
(2)A、观察箭头所指的细胞位于右上方,实际上位于细胞的左下方,若要进一步放大观察该时期的细胞,则应向 右上方移动装片,A错误;
B、由甲到乙,是由低倍物镜换高倍物镜,正确调节顺序为:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋,B正确;
C、若目镜放大倍数是10×,物镜放大倍数是10×,则被观察的细胞长或宽放大100倍,面积放大10000倍,C错误;
D、观察甲乙两图用的的光学显微镜,观察不到保卫细胞叶绿体、线粒体、内质网等细胞具体结构,D错误。
故选ACD。
(3)题中显示,水稻叶片保卫细胞细胞膜上OSAI蛋白受光诱导后活性提高,泵出H+,然后利用H+浓度差(电化学势能),使 K+内流,所以K+进入细胞的方式为主动运输。
(4)ABCD、K+进入保卫细胞后,使细胞液浓度升高,渗透压增大使保卫细胞吸水膨胀,气孔开放程度增大,A正确,BCD错误。
故选A。
(5)由对应题干的图可以R酶可以参与CO2固定的过程,即光合作用暗反应场所在叶绿体基质。光照和CO2充足条件下③代表的是水的光解产生的O2去路有用于自身的呼吸消耗和释放到细胞外供其他细胞或者生物使用。
(6)ABCD、在光合作用的光反应中,光能转变成活跃的化学能储存在ATP中这个过程当中存在电子的转移所以能量转换为光能→电能→ATP、NADPH;暗反应中,再转变成稳定的化学能储存在有机物中即ATP、NADPH→糖类。细胞呼吸的能量转换,NADH作为电子供体,释放电子进入传递链后其本身被氧化为NAD+(氧化型辅酶I),同时,高能电子沿着长链传送,能量逐级卸载,最终被O2所接受,两者发生反应生成水。最后能量变为热能以及ATP中活跃的化学能,ACD正确,B错误。
故选ACD。
(7)ABCD、结合光合作用的过程可知,叶肉细胞内的H+从类囊体腔产生主动运输到叶绿体基质参与暗反应,C正确,ABD错误。
故选C。
(8)水稻根吸收的的 NH4+ 除了合成谷氨酸外,ATP酶(本是蛋白质,元素组成主要是C、H、O、N)的合成提供了原料,还可为④脱氧核苷酸(主要元素C、H、O、N、P)合成提供了原料
(9)ABCD、光照不变的条件下,气孔开度增大,胞间CO2浓度升高,CO2固定增多,消耗五碳糖增多,五碳糖含量减少,同时④三碳糖合成的增多,但光照不变,三碳糖消耗不变,所以最后三碳糖含量增加。D正确,ABC错误。
故选D。
(10)干旱条件下,植物为了减少水分的散失,通过关闭气孔来降低蒸腾作用,为了保证自身能正常生长,打开气孔以吸收确保能正常进行光合作用。所以“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行,气孔振荡既可以降低植物的蒸腾作用,又能保证CO2供应,使光合作用能够正常进行。
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