(6)非选择题集训Ⅲ
1.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性,进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了实验:在酶量一定且环境条件适宜的条件下,检测了反应液中加入板栗壳黄酮后胰脂肪酶的酶促反应速率,结果如图1。
(1)胰脂肪酶能高效催化脂肪水解为甘油和脂肪酸,是因为酶可以_________。
(2)由图1曲线可知,板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有_________作用。图2中A显示在正常情况下,脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,酶作用的_________性也与这一现象有关。图2中的B和C为推测板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种机理模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为_________(填“B”或“C”),请说明不是另外一种作用机理的依据:___________________________。
(3)为研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图3所示。
①本实验的自变量有_____________。
②由图3可知,本实验中加入板栗壳黄酮后,胰脂肪酶活性最高时对应的pH变_____________。
③若要探究pH为7.4条件下,不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,请写出实验的基本思路:_____________。
2.阳光玫瑰葡萄丰产、稳产、大粒、抗病、耐贮性好。某研究小组将生长状况相同的阳光玫瑰葡萄植株分组并给予不同程度的遮光处理,适应30天后测定植株叶片在不同光照强度下的净光合速率,结果如图所示。回答下列问题:
(1)晴朗的白天,阳光玫瑰葡萄植株进行光合作用所固定的CO2来源有_____。研究小组可测定_____来表示阳光玫瑰葡萄植株叶片的净光合速率。根据实验结果,得出的结论是_______写出一点)。
(2)为了解阳光玫瑰葡萄植株叶片在晴朗白天时的实际光合速率,研究小组还测定了适应30天不同程度遮光处理后的植株叶片的呼吸速率,具体操作是_____,其结果如表。
组别 不遮光组 30%遮光组 50%遮光组
呼吸速率(μmolCO2·m-2·s-1) 0.53 0.36 0.41
(3)根据实验结果推测,阳光玫瑰葡萄植株叶片适应遮光环境的机制可能是____。
3.生产实践中发现,普遍栽培的绿叶辣椒对强光耐受能力弱。为培育耐强光的辣椒品种,研究人员探究不同光照强度对绿叶辣椒和紫叶辣椒光合作用的影响,通过实验测得辣椒叶片中相关色素含量及辣椒植株的净光合速率,结果如图所示。
(1)适宜光照下,绿叶辣椒叶绿体________(场所)上的________吸收光能用于进行光合作用,而强光条件会破坏叶绿体相关结构导致光合作用受抑制。
(2)图2中B点时紫叶辣椒叶肉细胞进行光合作用所需二氧化碳的来源可以是________。
A.外界空气 B.细胞核 C.细胞质基质 D.线粒体
(3)若用同位素标记14CO2,请用流程图写出碳元素在光合作用过程中各种物质的转移途径________。
(4)图2中,紫叶辣椒在B点产生的物质相对含量一定多于A点的有________。
A.NADPH B.ATP C.氧气 D.丙酮酸
(5)由图1可知,绿叶辣椒和紫叶辣椒光补偿点(实际光合速率等于呼吸速率时的光照强度)不同的原因在于________(填“花青素”或“光合色素”)含量的差异,推测其________(填“能”或“不能”)吸收一部分光能,造成紫叶辣椒光补偿点________(填“高”或“低”)。
4.金鱼能在严重缺氧环境中生存若干天,肌细胞和其他细胞厌氧呼吸的产物不同,如图表示金鱼缺氧状态下细胞中的部分代谢途径,已知乳酸可在乳酸脱氢酶的作用下生成丙酮酸,请分析回答:
(1)物质X是_____(填物质名称),元素组成为______。
(2)①~⑤过程中有ATP生成的是_____(填序号),有[H]产生的过程是_____(填序号)。
(3)物质X经过②过程产生酒精,同时还产生_____(填物质名称)。
(4)过程①发生的场所是_____过程④发生的场所是_____。
(5)金鱼肌细胞与其他细胞厌氧呼吸产物不同的原因是_____。
(6)在严重缺氧环境中,金鱼肌细胞将乳酸转化为丙酮酸的意义是_____。
5.研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响
回答下列问题:
(1)结集点亲,与A组相比,C组叶片叶绿素含量____,原因可能是____。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的____,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期____一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以____为对照,并保证除____外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是_____。
6.某实验小组为研究酵母菌的细胞呼吸,按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养8~10小时,请结合实验结果进行分析,回答有关问题:
实验材料 取样 处理 分组 含葡萄糖的培养液 供氧情况
适宜浓度的酵母菌液 50 mL 破碎细胞(细胞不完整) 甲 75 mL 无氧 25 mL
乙 75 mL 通氧 25 mL
50 mL 未处理 丙 75 mL 无氧 25 mL
丁 75 mL 通氧 25 mL
(1)丙、丁组中酵母菌细胞呼吸第一阶段反应完全相同,该反应变化是_____。
(2)甲、乙、丙、丁四组中能产生CO2的有_____;可以用_____作为检测CO2多少的指标。
(3)丁组的氧气消耗量_____(填“大于”“小于”或“等于”)乙组。丁组能量转换率与丙组_____(填“相同”或“不同”)。
(4)需氧呼吸产生的[H]经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明DNP使分布在_____的酶无法合成ATP。若将DNP加入丁组中,葡萄糖的氧化分解______(填“能”或“不能”)继续进行。
7.某大学实验站欲探究不同施氮水平对柳枝稷光合特性的影响,在大田中进行试验。他们设置了4个施氮水平:无氮添加(无人工施氮,N0)、纯N60kg·hm-2(低氮,N60)、纯N120kg·hm-2(中氮,N120)和纯N240kg·hm-2(高氮,N240),供试肥料为尿素,每个水平设置3次重复实验,分小区种植,共计12个小区。一段时间后,测定柳枝稷不同发育时期的相关生理指标,结果如图所示。
请据图回答下列问题:
(1)N是组成细胞的主要元素之一,可参与合成光合作用中的______(答出2种物质)。
(2)每个施氮水平均设置3次重复,遵循了实验设计的______原则,目的是______。4个施氮水平中,______效果最佳。
(3)由图可知,高氮组(N240)与无人工施氮组(N0)相比,不同发育时期柳枝稷的净光合速率______(填“更高”或“更低”),原因是______。
(4)研究发现,上述实验效果最佳的施氮水平与CaCl2溶液均能提高柳枝稷的抗旱能力,且与CaCl2溶液混合使用效果更佳。请设计实验验证上述结论(要求写出实验思路):______。
8.据报道,在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可同时产生乙醇和乳酸;在淹水处理条件下,甜樱桃砧木根系无氧呼吸也能同时产生乙醇和乳酸。以上表明,一种植物的无氧呼吸方式可以有两种。有些微生物原本只有一种无氧呼吸方式,但是通过基因工程方法可以使微生物出现新的代谢途径。例如,科学家将乳酸脱氢酶基因导入酵母(转基因酵母)体内,从而使其具有两种无氧呼吸途径。
(1)无论哪一种呼吸方式,呼吸底物为葡萄糖时,细胞呼吸的第一阶段的产物都相同,细胞呼吸第一阶段的场所及产物分别是_____、_____。
(2)不同的呼吸方式其产物不同的直接原因是_____。在涝胁迫条件下玉米幼苗根部进行无氧呼吸的意义是_____。玉米幼苗根能否长时间进行无氧呼吸?原因是什么?_____。
(3)请设计实验证明转基因酵母具有两种无氧呼吸途径,简要写出实验方案和预期结果。(材料:普通酵母、转基因酵母、培养液,其他需要的材料任选)
9.在暗反应中与CO2发生反应的物质是RuBP,二者发生羧化反应生成3-磷酸甘油酸,该反应需要酶Rubisco的参与。研究证明,Rubisco是一种兼性酶,既能催化上述羧化反应,也能催化加氧反应(即RuBP与O2反应,生成磷酸乙醇酸,进而转变为乙醇酸,然后经过一系列转变形成CO2和H2O,这一系列过程称为光呼吸。光呼吸在叶绿体、过氧化物体、线粒体中进行),其催化方向取决于CO2/O2浓度比。请回答下列问题。
(1)参与暗反应中CO2固定的反应物C5实质上是________________。暗反应的进行不需要光照,但受到光照的影响,这是因为____________________________。
(2)请写出有氧呼吸和光呼吸之间的差异:_______________________________(答出两个即可)。
(3)由于光呼吸的存在,会________(填“降低”或“增大”)植物体内有机物的积累速率。Rubisco的催化方向取决于CO2浓度比,请推测具体的情况:______________________________。
(4)农业生产上“正其行,通其风”有利于提高作物的净光合速率,从而提高作物的产量,其原因是______________________________(从影响光合作用的环境因素和植物的生理活动方面说明)。
10.如图1表示某绿色植物光合作用与光照强度的关系;图2是该绿色植物生物代谢的部分反应,其中A~L表示物质,①~⑤表示反应的过程,请据图分析回答下列问题:
(1)在图1的a点,植物细胞产生ATP的场所为_____;在图2的①过程中发挥作用的色素在层析液中溶解度最高的是_____;图1中,c点之后,影响CO2吸收速率的主要因素为_____。
(2)在一昼夜中,将该植物叶片置于c点对应的光照强度条件下11个小时,其余时间置于黑暗中,则一昼夜中每100cm2的叶片的CO2净吸收量为_____。
(3)已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下,且原光照强度和CO2浓度不变,则图中b点将_____(填“左移”“右移”或“不变”),c点将_____(填“上移”“下移”或“不变”)。
(4)光照强度为b时,该植株光合作用产生O2的速率为_____mg/(100cm2·h),植株体内进行光合作用的成熟叶肉细胞中线粒体产生的CO2_____(填“>”“=”或“<”)叶绿体固定的CO2。在图2中,若其他条件不变,突然降低光照强度,则短时间内该植物叶肉细胞内E的含量将_____。
答案以及解析
1.答案:(1)降低化学反应活化能
(2)抑制;专一;B;图2中C显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性部位,从而降低了脂肪与胰脂肪酶结合的概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加脂肪浓度而缓解,与图1所示结果不符
(3)pH和是否加入板栗壳黄酮;大;在pH为7.4条件下,配制一系列浓度梯度的板栗壳黄酮溶液,并将其与脂肪、胰脂肪酶混合(其他条件相同且适宜),分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性
解析:(1)酶能降低化学反应的活化能,使反应速率加快,因此胰脂肪酶能高效催化脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)据图1实验结果显示,加入板栗壳黄酮的实验组酶促反应速率比对照组低,说明板栗壳黄酮会抑制胰脂肪酶的活性。图2中A显示在正常情况下,脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时,胰脂肪酶才能发挥作用,这说明酶在与底物发生特异性结合时才能正常发挥作用,即酶作用的专一性。图2中的B为板栗壳黄酮与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与胰脂肪酶发生结合,从而抑制酶促反应,该抑制作用会导致脂肪分解速率下降,且不能通过增加底物浓度缓解;图2中的C为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而降低了脂肪与胰脂肪酶结合的概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加脂肪浓度而缓解。据图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且脂肪浓度增加到一定值时,其反应速率保持不变且依然比对照组低,因此板栗壳黄酮对胰脂肪酶的作用机理应为B。
(3)①本实验的目的是研究不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则本实验的自变量为pH和是否加入板栗壳黄酮。②由图3可知,不加板栗壳黄酮,胰脂肪酶活性最高时的pH约为7.4,加入板栗壳黄酮,胰脂肪酶活性最高时的pH变大。③若要探究pH为7.4条件下,不同浓度的板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,则实验的自变量为板栗壳黄酮浓度,因变量为酶活性。因此实验的基本思路是在pH为7.4条件下,配制一系列浓度梯度的板栗壳黄酮溶液,并将其与脂肪、胰脂肪酶混合,在其他条件相同且适宜的情况下,分别测定对照组与加入板栗壳黄酮组的酶活性。
2.答案:(1)细胞呼吸释放和外界空气;单位时间单位面积阳光玫瑰葡萄植株叶片吸收的CO2量或单位时间单位面积阳光玫瑰葡萄植株叶片释放的O2量;在30%遮光条件下,阳光玫瑰葡萄植株的净光合速率最大
(2)在黑暗(或无光)条件下测定阳光玫瑰葡萄植株叶片的CO2释放速率
(3)植株叶片在适当遮光条件下可提高光合作用强度,同时降低呼吸速率以减少自身消耗
解析:(1)晴朗的白天,阳光玫瑰葡萄植株进行光合作用所固定的CO2来源有细胞呼吸释放和外界空气。研究小组可用单位时间单位面积阳光玫瑰葡萄植株叶片吸收的CO2量或释放的O2量来表示净光合作用速率。根据实验结果分析,在30%遮光条件下,阳光玫瑰葡萄叶片的净光合速率最大。
(2)测定植物叶片的呼吸速率时,必须在黑暗条件下进行,据表格分析测定的是单位时间单位叶面积CO2的释放量。
(3)根据实验结果推测,阳光玫瑰葡萄植株叶片在遮光条件下可能通过提高光合作用强度,同时降低呼吸速率以减少自身消耗,从而适应遮光环境。
3.答案:(1)类囊体薄膜;光合色素
(2)AD
(3)14CO2→14C3→(14CH2O)
(4)ABC
(5)花青素;能;高
解析:(2)据图2可知,B点时紫叶辣椒植株净光合速率为0,但植株中存在部分细胞不能进行光合作用,故紫叶辣椒的叶肉细胞光合作用强度>呼吸作用强度,叶肉细胞进行光合作用所需二氧化碳的来源可以是线粒体(呼吸作用释放)和外界空气,故选AD。
(3)二氧化碳在光合作用过程中,首先与C5结合被固定为C3,再被还原为糖类。
(4)根据实验结果分析,B点比A点的光照强度大,光反应强,故紫叶辣椒在B点产生的物质相对含量一定多于A点的有光合作用光反应过程中产生的NADPH、ATP、氧气,故选ABC。
(5)结合图1可知,绿叶辣椒的花青素含量低于紫叶辣椒,而两者的光合色素含量相同,故推测绿叶辣椒和紫叶辣椒光补偿点不同的原因在于花青素含量的差异;紫叶辣椒花青素含量高,花青素能够吸收部分光能,故紫叶辣椒光补偿点高。
4.答案:(1)丙酮酸;C、H、O
(2)①;①③
(3)CO2
(4)细胞溶胶;细胞溶胶
(5)呼吸酶种类不同
(6)金鱼的肌细胞将乳酸转化成丙酮酸,再将丙酮酸转化为酒精后可通过鳃血管排出体外,防止酸中毒,以维持细胞正常的代谢
解析:(1)根据厌氧呼吸过程可知,①表示厌氧呼吸第一阶段,即1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸,所以图示中的物质X是丙酮酸,丙酮酸是葡萄糖分解的产物,其元素组成为C、H、O。
(2)分析题图可知,图中①为细胞厌氧呼吸第一阶段,该阶段有[H]产生和少量ATP生成;②为细胞厌氧呼吸第二阶段,没有[H]和ATP生成;③为乳酸转化为丙酮酸和[H]的过程,没有ATP生成;④是细胞厌氧呼吸第二阶段,没有[H]和ATP生成;⑤为乳酸进入肌细胞的过程,没有[H]和ATP生成。综上所述,①~⑤过程中有ATP生成的是①,有[H]产生的过程是①③。
(3)物质X是丙酮酸,②表示厌氧呼吸第二阶段,在酶的催化下,将丙酮酸转化为酒精和二氧化碳。
(4)过程①(厌氧呼吸第一阶段)在细胞溶胶中进行,过程④生成乳酸的厌氧呼吸第二阶段也在细胞溶胶中进行。
(5)据图分析,金鱼在不同的细胞中进行厌氧呼吸的产物不同,是由于催化反应的呼吸酶种类不同。
(6)金鱼其他细胞厌氧呼吸产生乳酸,随着乳酸的积累,体内酸性不断增强,会影响金鱼体内酶的活性进而影响金鱼的生命活动。经过图中的转化过程,乳酸转化成丙酮酸,进而转化成酒精,酒精通过鳃血管排出体外,减少乳酸的积累,有利于维持内环境稳态,维持细胞的正常代谢。
5.答案:(1)较高;遮阴条件减弱了叶绿素的降解,同时增加了叶绿素的合成
(2)糖类等光合产物
(3)光照等培养条件;A组;遮阴比例探究能提高作物产量的最适遮阴比例
解析:(1)分析图b可知,与A组相比,C组叶片叶绿素含量较高,原因可能是遮阴条件一方面减弱了叶绿素的降解,另一方面增加了叶绿素的合成。
(2)由图b可知,B组的净光合速率大于A组和C组的,推测B组的玉米植株可能会积累更多的糖类等光合产物,因而生长更快。
(3)结合题意可知,该实验的目的是探究B组条件是否会提高作物产量。
因此,应选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组作为对照,并保证各组间除遮阴比例外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。然后比较各组玉米的平均单株产量。如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是探究能提高作物产量的最适遮阴比例。
6.答案:(1)1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量的[H],并且释放少量能量
(2)甲、乙、丙、丁;石灰水混浊程度(或溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短)
(3)大于;不同
(4)线粒体内膜;能
解析:(1)丙、丁组中的酵母菌分别进行无氧呼吸和有氧呼吸其第一阶段反应完全相同,即1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量的[H],并且释放少量能量。
(2)甲组酵母菌可进行完整的无氧呼吸过程,乙组酵母菌可进行微弱的有氧呼吸,丙、丁组中的酵母菌分别进行无氧呼吸和有氧呼吸,因而甲、乙、丙、丁四组均能产生CO2;检测CO2释放的多少可以用澄清石灰水变混浊程度(或溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短)作为观察指标。
(3)乙组细胞结构不完整,故丁组的氧气消耗量大于乙组。丁组酵母菌进行有氧呼吸,丙组酵母菌进行无氧呼吸,前者的能量转换率大于后者。
(4)由题意可知,DNP能阻断有氧呼吸第三阶段产生的能量转移至ATP中,场所是线粒体内膜。若将DNP加入丁组中,有氧呼吸正常进行,葡萄糖的氧化分解仍能继续进行。
7.答案:(1)叶绿素、酶、ATP、[H](NADPH)、ADP、NADP+(回答2种即可)
(2)平行重复;减小偶然性误差;N120(或中氮)
(3)更高;施用纯N240kg·hm-2氮肥后,叶绿素含量增加,光能利用率更高,光反应速率更高;同时气孔导度增大,CO2供应充足,暗反应速率更高(必须从光反应和暗反应两方面进行回答)
(4)将生理状态相同的若干柳枝稷随机均分为4组,分别用等量的清水、CaCl2溶液、中氮(纯N120kg·hm-2)溶液及CaCl2与中氮(纯N120kg·hm-2)混合液处理,在相同程度的干旱条件下培养,一段时间后测定并比较各组柳枝稷的净光合速率
解析:本题考查影响光合作用的因素。
(1)氮元素可参与合成光合作用中的叶绿素、酶、ATP、[H](NADPH)、ADP、NADP+。
(2)每个施氮水平均设置3次重复,遵循了实验设计的平行重复原则,目的是减小偶然性误差:由图可知,4个施氮水平中,中氮(纯N120kg·hm-2)组处理后,叶绿素含量更高,气孔导度更大,净光合速率更大,因此该组效果最佳。
(3)高氮组(N240)与无人工施氮组(N0)对比,叶绿素含量增加,光能利用率更高,光反应速率更高;同时气孔导度增大,CO2供应充足,暗反应速率更高,故施氮后不同发育时期柳枝稷的净光合速率更高。
(4)据图分析,4个施氮水平中,中氮(纯N120kg·hm-2)组效果最佳。要验证题述实验效果最佳的施氮水平与CaCl2溶液均能提高柳枝稷的抗旱能力,且与CaCl2溶液混合使用效果更佳,则实验思路为:将生理状态相同的若干柳枝稷随机均分为4组,分别用等量的清水、CaCl2溶液、中氮(纯N120kg·hm-2)溶液及CaCl2与中氮(纯N120kg·hm-2)混合液处理,在相同程度的干旱条件下培养,一段时间后测定并比较各组柳枝稷的净光合速率。
8.答案:(1)细胞质基质;丙酮酸和[H]
(2)相关酶的种类不同;保证玉米幼苗根部在缺氧的条件下可以获得能量;不能,原因是无氧呼吸产生的乳酸或酒精会毒害根
(3)实验方案:第一组在无氧条件下培养适量的普通酵母,第二组在无氧条件下培养等量的转基因酵母,一段时间后用酸性重铬酸钾溶液分别检测两组的培养液,再分别检测两组培养液的pH。预期结果:两组培养液均可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色,第二组培养液的pH小于第一组,可以证明转基因酵母无氧呼吸产生了乙醇和乳酸,说明转基因酵母具有两种无氧呼吸途径。
解析:(1)细胞呼吸第一阶段的反应在细胞质基质中进行,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],同时释放能量。
(2)在涝胁迫条件下玉米幼苗根部缺乏氧气,进行无氧呼吸可保证玉米幼苗根部可以获得能量。无氧呼吸产生的乳酸或酒精会毒害根,所以玉米幼苗根不能长时间进行无氧呼吸。
(3)要证明转基因酵母具有两种无氧呼吸途径,设计实验时应遵循对照原则和单一变量原则,无关变量应保持相同且适宜,详见答案。
9.答案:(1)RuBP;光照影响光反应产生ATP和NADPH的数量,而ATP和NADPH参与暗反应中C3的还原(答案合理即可)
(2)光呼吸需要光照,有氧呼吸不需要光照;利用的呼吸酶种类不同;反应场所不同等(答出任意两个即可)
(3)降低;当CO2/O2浓度比高时,Rubisco催化羧化反应加强;当CO2/O2浓度比低时Rubisco催化加氧反应加强
(4)“正其行,通其风”可以提供给作物充足的光照,也能提供给作物更多的CO2,并且能够降低作物的光呼吸强度(答案合理即可)
解析:(1)根据“在暗反应中与CO2发生反应的物质是RBP”,可知C5实质上是RuBP。光照影响光反应产生ATP和NADPH的数量,而ATP和NADPH参与暗反应中C3的还原,因此,光照会间接影响暗反应。
(2)根据题干中信息可知,有氧呼吸和光呼吸之间的差异有:光呼吸需要光照,有氧呼吸不需要光照;利用的呼吸酶种类不同;反应场所不同等。
(3)由于光呼吸的存在,会减少C5的数量,从而减少暗反应产生糖类等有机物的数量。当CO2浓度高时有利于羧化反应(即CO2与RuBP的反应),反之,则不利于这种反应,由此,可推测当CO2/O2浓度比高时Rubisco催化羧化反应加强,当CO2/O2浓度比低时,Rubisco催化加氧反应加强。
(4)“正其行”可以让作物的不同植株充分接受光照,“通其风”可以给植物提供更多的CO2,从而有利于光合作用;另外,提供充足的CO2,即提高了CO2/O2浓度比,从而可以抑制加氧反应的进行,也有于光合作用。
10.答案:(1)细胞质基质、线粒体;胡萝卜素;CO2浓度、温度
(2)45mg
(3)右移;下移
(4)5;<;增加
解析:(1)本题考查光合作用的过程及其影响因素。在a点植物只进行呼吸作用,呼吸作用产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体。在层析液中,色素溶解度高的在滤纸上扩散得快,反之则慢,溶解度从高到低的色素依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。c点对应光照强度为光的饱和点,c点之后影响光合作用的因素主要是温度、CO2浓度。
(2)题图中可以看出,光照强度为0时a点对应的值即为呼吸速率,是5mgCO2/(100cm2·h),在c点光照下植物的净光合速率为10mgCO2/(100cm2·h),每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量=光照时净光合作用总量-黑暗时呼吸作用量=10×11-5×13=45mg。
(3)若将温度提高到30℃的条件下,光合作用酶活性下降,光合速率下降,而呼吸作用酶活性上升,呼吸速率上升,因此要达到光补偿点,必须增强光照,即b点右移,而净光合作用量=光合作用总量-呼吸作用量,此值将减小,c点下移。
(4)据图分析,该植物的呼吸速率为5mgCO2/(100cm2·h)。b点时,光合作用与呼吸作用的速率相等,即该植株光合作用产生O2的速率为5mgCO2/(100cm2·h);由于植物个体存在不进行光合作用的组织细胞,植株体内进行光合作用的成熟叶肉细胞中线粒体产生的CO2小于叶绿体固定的CO2。由图分析,E物质为C3,降低光照,C5固定CO2生成C3的量不变,但C3被还原的途径受阻,因此C3含量短时间内增加。