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专题二 第6练 影响光合和呼吸的因素及相关曲线分析专项集训
选择题
1.(2023·湖南)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是( )
A.干制降低食品的含水量,使微生物不易生长和繁殖,食品保存时间延长
B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境,从而抑制微生物的生长和繁殖
C.低温保存可抑制微生物的生命活动,温度越低对食品保存越有利
D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物,并可破坏食品中的酶类
2.(2023·湖北)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃,水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
3.(2023·新课标卷)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。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施,下列说法合理的是( )
A.措施②④分别反映了低温和登夜长短与作物开花的关系
B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要日的是促进作物的光合作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
4.(2023·浙江)为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
5.(2024·义乌模拟)某科学兴趣小组以酵母菌、乳酸菌、人成熟红细胞(离体)为材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下探究氧气浓度对三种细胞呼吸速率的影响。下列叙述正确的是( )
A.氧浓度为零时,三种细胞都能在细胞溶胶中产生CO2
B.随氧气浓度上升,人成熟红细胞呼吸速率的变化与乳酸菌相似
C.若提高实验温度,三种细胞消耗葡萄糖的最大速率可能下降
D.若酵母菌产生酒精和乳酸菌产生乳酸的速率相等,则两种细胞消耗的葡萄糖量相等
6.(2024·安徽模拟) 下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述,错误的是( )
A.乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的物质
B.酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质
C.黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸,促进根系生长
D.地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度,有利于贮藏
7.(2024·贵州模拟) 用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸,将酵母菌(甲)、细胞质基质(乙)及线粒体(丙)分别放入3支试管,向试管中加入等量、相同浓度的葡萄糖溶液,均供氧充足,一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲中产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水
B.乙反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精
C.甲和乙消耗等量的葡萄糖释放的能量相等
D.实验结果表明葡萄糖不能在线粒体中分解
8.(2023高三上·叙州模拟)种子居于农业生产链条的最上源,是农业生产中最基本、最重要的生产资料,也是人类生存和发展的基础。下列关于种子的形成、贮藏和萌发过程中的叙述正确的是( )
A.种子萌发时所需的能量全部由线粒体提供
B.种子的最适贮藏条件是干燥、低温和无氧
C.萌发时,贮藏的有机物分解,有机物的种类增加
D.种子形成过程中有机物积累迅速时,细胞呼吸减弱
9.(2024高三上·贵州模拟)图所示甲、乙为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,A、B瓶中加入等量的酵母菌培养液和葡萄糖溶液,反应相同时间后观察实验现象,下列相关叙述正确的是( )
A.为保证实验准确性,酵母菌培养液在加入酵母菌前需灭菌处理
B.与甲相比,乙装置中澄清的石灰水变浑浊所需时间更短
C.甲装置可以用NaHCO3溶液替换NaOH溶液
D.在乙装置的石灰水中加入无色的重铬酸钾,最终溶液将变成灰绿色
10.(2024高三上·成都模拟)如下图所示,在b瓶和d瓶中放入适量萌发的水稻种子,用于探究水稻种子萌发过程的呼吸方式,有关叙述正确的是( )
A.a瓶内左侧玻璃管不一定要插入NaOH溶液的液面下
B.短时间内b瓶和d瓶的温度会升高,且b瓶升高更快
C.c瓶中澄清石灰水变浑浊,说明b瓶内的种子只进行需氧呼吸
D.d瓶内换成等质量的马铃薯块茎也可观察到相同的现象
11.(2023·浙江模拟)某同学用输液器改进了“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置,如图所示,图2无氧组关户流量调节器,用石蜡油液封酵母菌培养液。下列叙述错误的是( )
A.一段时间后,有氧组和无氧组的溴麝香草酚蓝溶液都会变色
B.若在温度较低时进行实验,观察到现象的时间可能会有延长
C.若要确认酵母菌是否进行厌氧呼吸,可用酸性重铬酸钾检测
D.为了防止杂菌污染带来的影响,需对含酵母菌的培养液进行灭菌
12.(2023·辽阳模拟)我国既要抓好粮食生产,同时还要重视粮食储备,全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述,错误的是( )
A.气控:控制环境中的气体比例,创造无氧环境抑制谷物的有氧呼吸
B.干控:控制谷物的水分,以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用
C.温控:控制谷物的储藏温度,创造一个不利于虫霉生长的低温环境
D.化控:指利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌目的
13.(2023·深圳模拟)癌细胞生长、发展、转移等过程的代谢基础是通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,这种现象称为"瓦堡效应"。LXR(一种受体)可以直接调节"瓦堡效应"通路中关键基因的表达。SR作为LXR的特异性抑制剂,可以切断癌细胞的能量供应。下列叙述错误的是( )
A.“瓦堡效应”可能不受氧气供应量的限制
B.“瓦堡效应”把大部分能量贮存在ATP中
C.LXR可能对“瓦堡效应”过程有促进作用
D.SR抑制剂可能对多种癌症的治疗都有效
14.(2023·门头沟模拟)将刚采摘的新鲜蓝莓随机均分为两份,放在1℃的冷库中贮藏,其中一份用高浓度的CO2处理48h.另一份则不做处理。从采摘后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到如下图所示结果。下列有关叙述不正确的是( )
A.比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.第20天CO2处理组蓝莓产生的酒精量低于对照组
C.第40天对照组蓝莓有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
D.贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理一定时间,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
15.(2023·梅河口模拟)花盆里的土壤板结空气不足﹐会影响根系生长,需要及时松土透气。下列相关叙述错误的是( )
A.土壤板结会影响根细胞的能量代谢进而影响根系生长
B.土壤板结后,丙酮酸在根细胞线粒体基质分解为酒精和CO2
C.松土透气可使根细胞充分有氧呼吸,有利于根系对无机盐的吸收
D.松土透气有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,可促进微生物对土壤有机物的分解
16.(2023·北京)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用
D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
17.(2023·湖北)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
18.(2023·内江模拟)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。在适宜温度、水分和一定的光照强度下,测得两类植物CO2的吸收速率随大气CO2浓度变化的情况,绘制成如图所示的曲线(CO2补偿点时的光合速率与呼吸速率相等)。下列有关叙述正确的是( )
A.在大气CO2浓度达到补偿点后,C3植物和C4植物开始进行光合作用
B.在大气CO2浓度达到饱和点后,限制C4植物光合速率的主要环境因素是光照强度
C.图中两条曲线的交叉点代表此时C3植物和C4植物光合作用制造的有机物一样多
D.干旱会导致气孔开度减小,在同等程度干旱条件下,C3植物比C4植物生长得会更好
19.(2023高三上·中山模拟)夏季晴朗的某一天,甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲植株在a点前已经开始进行光合作用
B.乙植株在18时的有机物积累量少于d点时的
C.曲线b~c段和d~e段下降的原因不相同
D.两条曲线b~d段变化趋势不同的原因可能是甲、乙植株的供水量不同
20.(2023高三上·梅州模拟)为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用,研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度,然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组,通过不同遮光处理一周后,测得结果如下表所示。下列分析错误的是( )
处理 光照强度/( mol m-2 s-1) 叶绿素相对含量 净光合速率/( mol m-2 s-1)
无遮光处理(A组) 1292.7 40.9 25.4
红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2
A.通过实验可知,为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B.导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C.将处理后的四组棉花同时置于自然光下,叶绿体中生成NADPH最多的是D组
D.雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
21.(2023高三上·潮州模拟)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株b点有机物积累量最多
C.de段补充光源可增加甲乙农作物的产量
D.c点提高环境中CO2浓度可以使乙光合作用增强
22.(2023高三上·潮州模拟)芸苔素内酯(EBR)是一种新型绿色环保植物生长调节剂,可以促进作物生长、改善品质。为探究EBR对葡萄幼苗的生长影响,对叶面喷施EBR并测定叶片的不同物质含量变化,结果见下表。下列叙述正确的是( )
EBR浓度/(mg·L-1) 渗透调节物质含量/(mg·g-1) 总叶绿素含量/(mg·g-1) 叶含糖量/(mg·g-1)
0 52.89 0.964 91.76
0.5 64.76 1.155 95.63
1 79.81 1.226 126.8
1.5 70.29 1.171 78.15
2 53.29 1.202 82.91
A.EBR的浓度越高,有机物合成得也越多
B.EBR浓度与总叶绿素含量成正相关
C.本实验中,EBR喷施浓度为1.0mg·L-1时,细胞的抗逆性最强
D.EBR对叶绿素合成有类似IAA的促进和抑制两种生理现象
23.(2023·龙江模拟)某农科站选用株型紧凑的棉花和耐荫的矮生绿豆品种间作种植,通过扩大棉花带和绿豆带间的距离,缩小株距,实现了棉花、绿豆双丰收。研究人员选取来自该地区植株冠层的棉花、绿豆两种叶片,分别测定不同光照条件下的净光合速率,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图乙c点时叶片单位时间内光合作用消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量
B.据图推测图乙叶片最可能是绿豆的冠层叶,图甲最可能是棉花的冠层叶
C.图甲中a、b点限制叶片光合作用速率的主要因素不相同
D.要比较两种植物新鲜叶片中叶绿素含量,可用95%乙醇加入适量无水碳酸钠提取色素
24.(2023·岳阳模拟)在25℃条件下探究某品种玉米光合速率的影响因素,不考虑光照、施肥和土壤含水量对呼吸速率的影响,实验结果如下图。据图分析下列有关说法正确的是( )
A.与B点相比,D点叶绿体中ATP和[H]生成速率更慢
B.光照强度为800lux是玉米在25℃条件下的光饱和点
C.与G点相比,制约C点时光合作用强度的因素有土壤含水量和光照强度
D.在土壤含水量为40%~60%的条件下,施肥或增大光照强度均能有效促进光合作用
25.(2023·顺义模拟)从葡萄试管苗上分别剪取带有上位叶、中位叶和下位叶的茎段,转接到培养瓶中,在不同温度条件下培养4h,测定不同叶位叶片的CO2吸收速率,结果如下图。由图不能得出的结论是( )
A.随温度升高不同叶位叶片的CO2吸收速率先升后降
B.35T时中位叶和下位叶的真正(总)光合速率相等
C.不同叶位的叶片在上述温度下均能积累有机物
D.上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差
26.(2023·武汉模拟)甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CO2浓度为200μL/L时,限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度
B.CO2浓度为400μL/L时,甲、乙植物的光合速率相等
C.CO2浓度为500μL/L时,甲植物水的光解能力强于乙
D.与甲植物相比,乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
27.(2023·湖北模拟)将不同种类的种子分别置于条件适宜的密闭玻璃容器中,并检测其在萌发过程中的相关物质的变化量,下列叙述正确的是( )
A.若某一种子发芽前O2吸收量大于CO2释放量,则呼吸作用的底物只有糖类
B.若在密闭容器中充入18O标记的O2,一段时间后能检测到放射性的CO2
C.若经过一昼夜,密闭容器中CO2的浓度降低,则萌发的种子已进行光合作用
D.种子发芽长出绿叶后,若光照条件变弱,叶肉细胞中C5的含量会突然升高
28.(2023·新疆模拟)以黑藻为实验材料探究温度对光合作用强度的影响,观察并记录黑藻一分钟内产生氧气气泡的数量,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
温度 第1组 第2组 第3组 平均值
冰水 0 0 0 0
10℃ 0 0 0 0
20℃ 9 8 9 9
30℃ 11 12 10 11
40℃ 13 14 14 14
A.气泡中氧气的产生场所是叶绿体的类囊体薄膜
B.黑藻在20℃时光合作用强度大于细胞呼吸强度
C.据实验结果可知黑藻光合作用的最适温度是40℃
D.设置三组重复实验可减少偶然因素引起的误差
29.(2023·唐山模拟)植物的气孔一般是指叶片表面的一对保卫细胞围成的小孔,是植物体与外界环境进行水气交换的重要结构,其开闭多遵循昼开夜闭的节律,气孔的分布与开闭对植物适应干旱条件至关重要。下列推断合理的是( )
A.夏季晴朗的中午,气孔大量关闭,短时间内叶肉细胞中NADPH的含量将下降
B.若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀,则其上表面的气孔数量较多
C.若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关,则胞间CO2浓度升高促进气孔关闭
D.沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律,推测其光合作用在夜晚进行
30.(2023·郑州模拟)为了探究在干旱发生时,植物之间信息交流的发生情况﹐研究者设计了如下图所示的实验装置,将11株盆栽豌豆等距排列,6~11号植株在根部有管子相通,这样在不移动土壤的情况下,化学信息可以通过管子进行交流;1~6号的根部不联系。用高浓度的甘露醇浇灌刺激6号植株,15min后测定所有植株的气孔开放度,结果如图2所示。下列相关分析不正确的是( )
A.对照组的结果说明,在不受干旱胁迫时,各植株的气孔开放度无显著差异
B.在干旱条件下,植物气孔关闭,导致光合速率下降的主要原因是缺少水分
C.干旱条件下植物之间能够通过地下部分交流信息
D.对6号植株进行持续1h的干旱胁迫,可能会导致6~11号植株的大多数气孔关闭
二、非选择题
31.(2023·浙江)植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下:CK组(白光)、A组(红光:蓝光=1:2)、B组(红光:蓝光=3:2)、C组(红光:蓝光=2:1),每组输出的功率相同。
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供 ,又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求,若营养液中的离子浓度过高,根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知,A、B、C组的干重都比CK组高,原因是 。由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为 ,最有利于生菜产量的提高,原因是 。
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2对生菜光合 速率的影响,结果如图丙所示。由图可知,在25℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳,判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度,还可以 ,使光合速率进一步提高,从农业生态工程角度分析,优点还有 。
32.(2023·江苏)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题:
(1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在 (从①~④中选填);NADPH可用于CO2固定产物的还原,其场所有 (从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 (填写2种)等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有 (从①~④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为 进入线粒体,经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的 ,驱动细胞吸收K+等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞 ,促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2.下列相关叙述合理的有____。
A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
33.(2023·海南)海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,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火龙果成花的影响,结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明,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 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。
34.(2023·湖南)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1(K越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题:
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 (填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成 (填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉")后,再通过 长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度 (填"高于"或"低于")水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 (答出三点即可)。
35.(2023·广东)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产危差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表和下图。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
分析图表,回答下列问题:
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低利 ,叶片主要吸收可见光中的 光。
(2)光照強度逐渐增加达到2000 μmol m-2's-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl WT (填“高于”、“低于”或"等于")。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体 ,是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmolm-2s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光仓速率的变化,在下图坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上,分析图6a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题
36.(2023·辽宁模拟)研究环境温度升高对水稻生长的影响,对于评估未来气候变暖对水稻生产的影响具有重要的意义。以水稻品种沈农9816为实验材料,以环境温度为对照组,设置高于环境温度5℃的增温组为实验组,每天上午11:30测定旗叶(水稻穗下的第一片叶)的净光合速率及气孔导度(气孔张开的程度),实验结果见图1和图2。测定中发现实验组有膜结构解体及细胞某些组成成分降解情况的存在。回答下列问题:
(1)可以用 表示水稻旗叶的净光合速率,由图1可得出的结论是 。
(2)由图2分析,实验组净光合速率低的原因是 。除此之外,温度还可通过影响酶的活性影响光合作用的进行。有的同学认为温度造成的类囊体膜解体会影响其上叶绿素的含量,请设计实验进行证明。
实验思路: ;
预期实验结果;若 ,则证明该同学的说法是正确的。
37.(2024·江西模拟) 莲叶桐是修复海岸生态系统的优良树种之一、为探究光照强度对莲叶桐幼苗生理特性的影响,研究人员选取生长状态良好且长势一致的莲叶桐幼苗,用一、二、三层造荫网分别对莲叶桐幼苗进行遮前处理(记为T1、T2、T3,网层数越多,遮荫效果越好),对照不遮荫处理,其他条件一致。一段时间后,测定相关数据见下表(表中叶绿素SPAD值越大,表示叶绿素含量越高)。回答下列问题:
实验组 测量指标 对照 T1 T2 T3
单株总干重(g) 7.02 9.01 7.75 6.15
叶绿素(SPAD) 41.52 46.49 43.84 35.03
叶片可溶性塘(mg/g) 25.09 20.41 15.41 11.14
(1)绿色植物中的叶绿素主要存在于叶绿体的 中。遮荫后,T3的叶绿素含量减少。叶色发黄,推测其主要原因是 。T3的叶片主要吸收可见光中的 。
(2)经过遮荫处理后,随着光照强度由强到弱,叶片可溶性糖含量逐渐降低,其原因是 。
(3)对照的叶片可溶性塘含量比T1,T2高,但单株总干重T1、T2低,其原因是 。
(4)为验证T3的叶绿素含量降低,需要分析莲叶桐遮荫处理后光合色素含量的变化。现有干燥的定性滤纸条(其一端剪去两角,并在这一端底部1cm处画有一条细的横线)、天平、玻璃漏斗、尼龙布等充足的实验材料和用具,按步骤简要写出实验过程(根据需要可自行加步骤,不限于3步):
①
②将材料剪碎,分别置于不同研钵中,加入等量溶剂后充分研磨
③
38.(2024·安徽模拟) 为探究远红光强度对光合作用的影响,研究人员以长势一致的某品种黄瓜幼苗为实验材料、在固定红蓝光强度及比例(200μmol·m-2·s-1,红光:蓝光=4:1)的基础上,添加低强度远红光(15μmol·m-2·s-1,L-FR)、中强度远红光(130μmol·m-2·s-1,M-FR)和高强度远红光(200mol·m-2·s-1,H-FR)处理,结果见下图。
注:气孔导度反映气孔开放的程度;Rubisco是催化CO2固定形成C3的酶。
回答下列问题。
(1)光是植物进行光合作用的能量来源,其中蓝光依靠 (填色素名称)吸收;同时,光还作为环境信号影响植物的生长发育,其中感受红光和远红光的受体是 。
(2)与L-FR处理相比,H-FR处理会使得黄瓜幼苗光合作用强度 。据图分析,出现该结果的原因是 。
(3)某同学推测,上述实验中的黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减。用纸层析法设计实验验证这一推测,简要写出实验思路和预期结果 。
39.(2024·贵州模拟) 大豆-玉米带状间作是重要的复合种植模式之一。在土壤条件相对一致的地块,采用相同的肥水管理,以大豆和玉米的单作模式作对照,测定两种模式下大豆和玉米光合特性指标及产量,结果如下表。
种植模式 净光合速率(μmol·m-2·s-1) 叶绿素含量(mg·g-1) 胞间CO2浓度(μmol·m-2·s-1) 单株平均产量(g)
单作 大豆 16 20 279 103
玉米 18 50 306 265
间作 大豆 11 24 307 84
玉米 22 58 320 505
回答下列问题。
(1)大豆幼叶发育为成熟叶过程中叶色由浅绿色逐渐变成深绿色,是因为光合色素中的 逐渐增多。为测定大豆的光合色素含量,提取光合色素常用的有机溶剂是 。
(2)相同生长时期,与单作玉米相比,间作玉米净光合速率更高。据表分析造成这种情况可能的原因是 。
(3)相同生长时期,与单作大豆相比,间作大豆植株的蒸腾速率、叶面温度基本不变,据表分析,间作大豆光合速率降低与被玉米遮阴有关,依据是 。
(4)农业生产中带状间作种植时,选择两种植物的原则有 (答出两点即可)。
40.(2024高三上·成华) 莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物。研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体,其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲 藕的净光合速率。图2中A、B 表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度(可表示单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。回答下列问题:
(1)藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通,因此藕主要进行有氧呼吸。在藕采收的前几天,向藕田灌水并割去荷叶的叶柄,有利于 从而提高藕的产量。
(2)图 1中光照强度低于a时,突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕,据题意推测引起这种差异的主要原因是 ,导致光反应较弱。
(3)据图2分析, (填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多,该过程发生的场所是 。若突然进行遮光处理,则图2中B图的柱形图会 (填“升高”“下降”或“不变”)。
(4)图 1中,光照强度大于 a 点时,突变体却具有较高的净光合速率,推测可能的原因一方面外界的 弥补了内部某些缺陷带来的不利影响;另一方面可能突变体的暗反应效率较高。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A、干制过程去除水分,使微生物代谢减慢,不易生长和繁殖,延长食品保存时间,A正确;
B、腌制过程中添加食盐、糖等可增加环境溶液溶度,从而微生物渗透失水不能正常生长和繁殖,B正确;
C、低温条件下新陈代谢减慢,微生物的生命活动受到抑制,但不是温度越低越好,例如水果蔬菜的保存需要零上低温,C错误;
D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物,酶在高温条件下会变性失活,减少对营养物质的水解,D正确。
故答案为:C。
【分析】延长对食物的保存时间可以通过降低新陈代谢水平,杀死杂菌等方式实现。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、高温条件下呼吸酶活性增强,呼吸作用增强,消耗大量养分,A正确;
B、高温条件下光合有关酶活性减弱,气孔部分关闭二氧化碳来源减少,光合作用强度减弱,有机物合成减少,B正确;
C、高温使作物蒸腾作用增强,散失水分增加,植物易失水发生萎蔫,C正确;
D、高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADPH和ATP减少,D错误。
故答案为:D。
【分析】温度一般是通过影响酶的活性从而影响生物体的生命活动。呼吸作用有关酶的最适温度一般高于光合有用相关酶的最适温度。高温状态下,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。
3.【答案】A
【解析】【解答】A、措施②春花处理,利用低温诱导花芽的形成,措施④利用光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系,A正确;
B、措施③风干储藏,减少作物细胞中的自由水含量,降低呼吸作用,减少有机无消耗,措施⑤合理密植,能提高作物光合作用强度,增加有机物积累,B错误;
C、措施②春花处理,利用低温诱导花芽的形成,与光合作用无关,措施⑤合理密植,能提高作物光合作用强度,措施⑥间作种植,利用不同作物光合作用,充分利用阳光进行光合作用,增加作物产量,C错误;
D、措施①利用低温降低酶活性,降低呼吸作用减少有机物消耗,果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存,措施③风干储藏,减少作物细胞中的自由水含量,降低呼吸作用,减少有机无消耗,措施④利用光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系,与呼吸作用无关,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、细胞呼吸原理的应用:
(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
2、提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。
4.【答案】C
【解析】【解答】AB、 酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量,氧气的有无是自变量,AB不符合题意;
C、有氧呼吸不产生酒精,无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1,因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标,C符合题意;
D、消耗等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底,释放能量多,无氧呼吸氧化分解不彻底,大部分能量还储存在酒精中,释放能量少,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】1、探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验原理:
①酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ,无氧呼吸产生酒精和CO2 。
②CO2的检测方法:CO2使澄清石灰水变浑浊,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
③酒精的检测:橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
2、有氧呼吸和无氧呼吸的比较:
有氧呼吸 无氧呼吸
不
同 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质
是否需氧 需要O2 不需要O2
分解产物 CO2和H2O 酒精和CO2或乳酸
释放能量 释放大量能量,形成大量ATP 释放少量能量,形成少陵ATP
相同点 第一阶段完全相同,均有丙酮酸这一中间产物,都能释放能量,都需要酶
5.【答案】C
【解析】【解答】A、氧浓度为零时,三种细胞进行无氧呼吸,只有酵母菌的无氧呼吸产物有CO ,A错误;
B、随氧气浓度上升,人成熟红细胞呼吸速率几乎不变,但乳酸菌是厌氧菌,呼吸会被抑制,B错误;
C、提高实验温度,可能会超出呼吸相关酶的最适温度,消耗葡萄糖的最大速率可能下降,C正确;
D、若是在无氧环境下,酵母菌产生酒精和乳酸菌产生乳酸的速率相等,则两种细胞消耗的葡萄糖量相等,但在有氧环境下酵母菌还会进行有氧呼吸消耗葡萄糖,D错误。
故答案为:C。
【分析】酵母菌是兼性厌氧菌,既可以有氧呼吸,又可以产酒精的无氧呼吸;乳酸菌是厌氧菌,进行无氧呼吸,产乳酸;人成熟红细胞没有线粒体,故只能进行无氧呼吸,产物为乳酸。
6.【答案】A
【解析】【解答】A、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,乳酸菌无氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,A错误;
B、酵母菌无氧呼吸产生酒精,橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色,B正确;
C、黏土掺沙会增加氧气含量,有利于农作物根细胞有氧呼吸,从而促进根系生长,C正确;
D、地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度,抑制细胞呼吸,减少有机物消耗,有利于贮藏,D正确。
故答案为:A
【分析】细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫作酒精发酵,产生乳酸的叫乳酸发酵。酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。乳酸菌无氧呼吸只产生乳酸。CO2可使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
7.【答案】C
【解析】【解答】A、酵母菌是兼性厌氧型的真菌,甲中加入酵母菌、葡萄糖溶液、供氧充足,故进行的主要是有氧呼吸,产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水,A不符合题意;
B、乙是发生在细胞质基质的反应,因为不含有线粒体,加入等量的葡萄糖溶液,供氧充足的条件下,只可进行无氧呼吸,产物中含有酒精,可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精,B不符合题意;
C、甲主要是有氧呼吸,能将葡萄糖彻底氧化分解并产生大量的能量;乙主要是无氧呼吸,葡萄糖氧化分解不彻底,产生少量的能量,故消耗等量的葡萄糖释放的能量不相等,C符合题意;
D、丙中只有线粒体,分析题图丙可知:葡萄糖不能在线粒体中分解,这是因为葡萄糖不能跨膜进入线粒体内,且线粒体内也不含有催化分解葡萄糖的酶,故不发生反应,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)酵母菌是兼性厌氧型的真菌:
酵母菌有氧呼吸过程:
第一阶段:在细胞质基质中,不需要氧,葡萄糖(C6H12O6)反应生成2丙酮酸和[H]、少量能量;
第二阶段:在线粒体基质中,不需要氧,丙酮酸(CH3COCOOH)和水反应生成CO2和[H]、少量能量;
第三阶段:在线粒体内膜上,需要氧,[H]和氧气反应生成水,同时产生大量能量。
酵母菌无氧呼吸可分为两个阶段:
第一阶段:在细胞质基质中,葡萄糖(C6H12O6)在酶的催化下反应生成2丙酮酸和少量[H]、少量能量;
第二阶段:在细胞质基质中,2丙酮酸在催化下反应生成2C2H5OH(酒精)和2CO2。
(2)葡萄糖不能跨膜进入线粒体内且线粒体内也不含有催化分解葡萄糖的酶,故丙中没有反应发生。
8.【答案】C
【解析】【解答】A、种子萌发时所需的能量由细胞呼吸作用提供,呼吸作用的场所有细胞质基质和线粒体,A错误;
B、种子储藏应减弱种子的呼吸作用,最适贮藏条件是干燥、低温和低氧条件,B错误;
C、种子萌发时,贮藏的有机物分解后产生多种小分子物质,如有氧呼吸产生丙酮酸等多种中间代谢产物,会使有机物的种类增加,C正确;
D、种子形成过程中有机物积累迅速时,细胞呼吸加快,在接近成熟时,细胞呼吸逐渐减慢,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、有氧呼吸: 第一阶段:在细胞质基质中进行,葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。 第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。 第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+大量ATP。
2、种子萌发过程中,种子吸收水分,鲜重增加;种子萌发前,消耗有机物分解后产生多种小分子物质,使有机物的种类增加,干重减少,出芽后进行光合作用,有机物增加。
9.【答案】A
【解析】【解答】A、培养液中的杂菌的呼吸作用会影响影响结果的准确性,因此为保证实验准确性,酵母菌培养液在加入酵母菌前需灭菌处理,A正确;
B、甲组是有氧环境,乙组是无氧环境,酵母菌在有氧环境中的呼吸作用要强于无氧呼吸中的呼吸作用,所以甲组中澄清的石灰水变浑浊的所需要的时间更短,B错误;
C、甲装置中的NaOH溶液的作用是吸收泵入甲装置中空气中的CO2,而NaHCO3溶液无法吸收泵入甲装置中空气中的CO2,所以甲装置不可以用NaHCO3溶液替换NaOH溶液,C错误;
D、乙装置中,酵母菌可以在无氧环境中进行无氧呼吸产生酒精,但是酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色,所以在乙装置的石灰水中加入无色的重铬酸钾,最终溶液无法变成灰绿色,D错误;
故答案为:A。
【分析】酵母菌是一种单细胞真菌,属于真核生物。在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。
在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。
在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
(1)CO2和酒精的检测
①CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
②酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。
(2)配制酵母菌培养液的葡萄糖溶液要煮沸冷却,煮沸的目的是杀菌除氧,冷却是为了防止高温杀死酵母菌 。
10.【答案】B
【解析】【解答】A、据图分析,a瓶内左侧玻璃管需要插入NaOH溶液的液面下,其目的是除去空气中的CO2 A错误;
B、b瓶内水稻种子进行需氧呼吸,d瓶内水稻种子先进行需氧呼吸后进行厌氧呼吸,短时间内b瓶和d瓶的温度会升高,且b瓶温度升高更快,B正确;
C、水稻种子进行需氧呼吸和厌氧呼吸都可产生CO2,故c瓶中澄清石灰水变浑浊,不能说明 b瓶内的种子只进行需氧呼吸,C错误;
D、马铃薯块茎厌氧呼吸产物是乳酸,不会产生CO2,D错误。
故答案为:B。
【分析】探究酵母菌的呼吸方式
1、实验原理
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,属于兼性厌氧菌,即在有氧和无氧的条件下都能生存。在无氧或缺氧的条件下能进行无氧呼吸,在氧气充裕的条件下能进行有氧呼吸,因此便于用来研究细胞的呼吸方式。(2)在探究活动中,需要设计和进行对比实验,分析有氧条件下和无氧条件酵母菌细胞的呼吸情况。
(3)CO2可以使澄清的石灰水变浑浊也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
(4)橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色
2、实验注意事项
(1)质量分数为10%的氢氧化钠的作用:吸收(除去)空气中的二氧化碳。(2)D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是:使酵母菌将瓶中的氧气消耗完,以确保通入澄清石灰水的二氧化碳是酵母菌的无氧呼吸产生的。
(3)实验现象:C和E瓶中的澄清石灰水都变浑浊,且C瓶比E瓶更浑浊。
(4)实验结论:酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸条件下都能进行细胞呼吸,在有氧条件下产生的二氧化碳比无氧条件下产生的二氧化碳多且快。
3、实验结果的分析
(1)检测CO2的产生:观察石灰水浑浊程度或者溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养液中产生 CO2情况。
(2)检测酒精的产生:将两组实验中的酵母菌培养液各取2mL,置于2只干净的试管中,分别加入酸性重铬酸钾溶液,轻轻振荡混允,观察试管中溶液的颜色变化。
11.【答案】D
【解析】【解答】A、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳,所以一段时间后,有氧组和无氧组的溴麝香草酚蓝溶液都会发生由蓝变绿再变黄的现象,A不符合题意;
B、低温会抑制酶活性,因此酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸速率都会减慢,则观察到现象的时间可能会延长,B不符合题意;
C、酵母菌厌氧呼吸会产生酒精,会使酸性重铬酸钾变成灰绿色,因此可用酸性重铬酸钾检测,确认酵母菌是否进行厌氧呼吸,C不符合题意;
D、若灭菌,则会使酵母菌被杀死,导致实验失败,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析图解:有氧组中,过氧化氢在肝脏研磨液中的过氧化氢酶催化分解产生氧气,氧气进入酵母菌菌液参与酵母菌的有氧呼吸产生二氧化碳气体,二氧化碳进入溴麝香草酚蓝溶液,使该溶液发生由蓝变绿在变黄的变色现象。无氧组中,酵母菌在无氧条件下,通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,二氧化碳进入溴麝香草酚蓝溶液,使该溶液发生由蓝变绿在变黄的变色现象。综上可知,酵母菌是兼性厌氧菌,既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。
12.【答案】A
【解析】【解答】A、无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸,不利于谷物的储备,储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸,有利于谷物储存,A错误;
B、降低谷物的水分,从而降低谷物的新陈代谢,以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用,B正确;
C、为控制谷物储藏温度,需要创造一个不利于虫霉生长低温环境的储粮环境,从而达到储粮的目的,C正确;
D、利用少量药剂产生的毒气阻断虫霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌目的的防治技术,从而达到储粮的目的,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞呼吸原理的应用:(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。(2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒,利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。(3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。(6)提倡慢跑等有氧运动,是不致因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。(8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
13.【答案】B
【解析】【解答】A、由题干可知, 癌细胞生长、发展、转移等过程的代谢基础是通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP ,可以推测该过程可能不受氧气供应量的限制,A正确;
B、无氧呼吸产生的大量能量以热能的形式散失,只有小部分贮存在ATP中,B错误;
C、LXR(一种受体)可以直接调节"瓦堡效应"通路中关键基因的表达,因此推测LXR可能对“瓦堡效应”过程有促进作用,C正确;
D、SR作为LXR的特异性抑制剂,可以切断癌细胞的能量供应 ,由此推测SR抑制剂可能对多种癌症的治疗都有效,D正确;
故答案为:B
【分析】(1)细胞呼吸过程中:葡萄糖只能在细胞质基质中被利用;丙酮酸在有氧条件下进入线粒体中被利用,无氧条件下在细胞质基质中被利用。
(2)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物,释放能量,合成ATP,其中大部分能量以热能形式散失,只有少部分能量储存在ATP中,用于生物体的各项生命活动。
14.【答案】C
【解析】【解答】A、有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸不吸收氧只释放二氧化碳,CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,A正确;
B、分析题图曲线知,第20天,处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,只进行有氧呼吸,对照组大于1,存在无氧呼吸,对照组酒精量高于CO2处理组,B正确;
C、分析题图曲线知,第40天,对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2,设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x,无氧呼吸消耗的葡萄糖为y,则有关系式 (6x+2y) ÷6x=2, 解得x: y=1: 3,无氧呼吸消耗的葡萄糖多,C错误;
D、分析题图曲线知,储藏蓝莓前用CO2短时处理,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸,D正确。
故答案为: C。
【分析】1、有氧呼吸和无氧呼吸的比较:
有氧呼吸 无氧呼吸
不
同 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质
是否需氧 需要O2 不需要O2
分解产物 CO2和H2O 酒精和CO2或乳酸
释放能量 释放大量能量,形成大量ATP 释放少量能量,形成少陵ATP
相同点 第一阶段完全相同,均有丙酮酸这一中间产物,都能释放能量,都需要酶
2、判断呼吸类型的依据如下图:
15.【答案】B
【解析】【解答】A、土壤板结后,土壤溶液的溶氧量减少,根细胞有氧呼吸减弱,进而会影响根系生长,A正确;
B、土壤板结后,部分根细胞因缺氧进行无氧呼吸,所以根细胞内的丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2,B错误;
C、松土透气能够增加土壤的通气量,促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根细胞对土壤中无机盐的吸收,C正确;
D、松土能够增加土壤的通气量,促进土壤中好氧细菌的生长繁殖,促进其分解有机物的能力分解作用,进而提高土壤肥力,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、有氧呼吸过程:
第一阶段(糖酵解)反应式:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP),场所为细胞质基质;
第二阶段(柠檬酸循环)反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量(2ATP),场所为线粒体基质;
第三阶段(电子传递链)反应式:24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP),场所为线粒体内膜。
2、无氧呼吸过程:
第一阶段与有氧呼吸相同:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP),场所为细胞质基质;
第二阶段丙酮酸转化为酒精或者乳酸的过程中并不产生能量:
(1)2丙酮酸(2C3H4O3)+4[H]→2C3H6O3(乳酸),场所为细胞质基质;
(2)2丙酮酸(2C3H4O3)+4[H]→2C2H5OH(酒精)+2CO2,场所为细胞质基质。
16.【答案】C
【解析】【解答】A、低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是此时叶温不断升高,呼吸速率加快,产生更多CO2,需要从外界吸收的CO2减少,A正确;
B、在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是在一定温度范围内,随温度不断升高,光合酶的活性增强,B正确;
C、CP点时CO2吸收速率为零,此时呼吸速率等于光合速率,此时植物可以进行光合作用,C错误;
D、图中M点处CO2吸收速率最大,即净光合速率最大,真光合速率与呼吸速率的差值最大,D正确。
故答案为:C。
【分析】本实验的自变量为光照强度和温度,因变量为CO2吸收速率。以CO2吸收速率表示净光合速率,净光合速率=真光合速率-呼吸速率。
17.【答案】C
【解析】【解答】A、由题意可知LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化,当叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降时,LHCⅡ与PSⅡ分离减少,PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强,A正确;
B、叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体上叶绿素含量减少,影响对光能的捕获,B正确;
C、由题图可知:弱光下通过LHCⅡ与PSⅡ结合以增强对光能的捕获,C错误;
D、PSⅡ光复合体能吸收光能,并分解水,属于光合作用光反应过程,水的光解产生H+、电子和O2,D正确。
故答案为:C。
【分析】(1)由题图可知,强光下LHC蛋白激酶的催化LHCⅡ与PSⅡ的分离,减弱对光能的捕获;弱光下LHC蛋白激酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ结合,PSIⅡ光复合体对光能的捕获增强 。
(2)光合作用光反应阶段:①场所:叶绿体类囊体的薄膜。②过程: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)。在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。③能量变化:光能转变为活跃的化学能。
18.【答案】B
【解析】【解答】A、在大气CO2浓度达到补偿点前,C3植物和C4植物已经开始了光合作用,A错误;
B、图中曲线是在最适温度测得,则在大气CO2浓度达到饱和点后,限制C4植物光合速率的主要环境因素是光照强度,B正确;
C、图中两条曲线的交叉点代表此时C3植物和C4植物光合作用积累的有机物一样多,C错误;
D、由图可知,在低CO2浓度的情况下,C4植物净光合速率大于C3植物,则在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长的好,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、影响光合作用的因素: (1)光照强度:主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生。 (2)CO2的浓度:影响暗反应阶段C3的生成。 (3)温度:通过影响酶的活性来影响光合作用。
2、呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗环境下测得的值——单位时间内一定组织的有机物的消耗量或二氧化碳释放量或氧气吸收量。 总光合速率:植物绿色组织在有光条件下光合作用制造有机物的量或消耗二氧化碳的量或产生氧气的量。 净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。 用单位时间内的二氧化碳吸收量或氧气释放量或有机物的积累量来表示。 三者的关系为净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
19.【答案】B
【解析】【解答】A、CO2吸收速率 代表净光合速率,a点净光合速率为0,即光合速率=呼吸速率,故 甲植株在a点前已经开始进行光合作用 ,A不符合题;
B、从6点到18点乙的净光合速率都大于0,一直在积累有机物,只是在d点之后光合速率下降,单位时间积累的有机物减少,但 在18时的有机物积累量 仍然是大于d点的,B符合题意;
C、 曲线b~c段 下降的原因是中午温度过高,植物为了减弱蒸腾作用,关闭部分气孔,导致CO2吸收减少,暗反应速率减弱,进而使光合速率下降; d~e段下降的原因 是光照逐渐减弱,影响了光反应速率,进而使光合下降,C不符合题意;
D、由C分析可知,曲线b~c段 下降的原因是中午温度过高,植物为了减弱蒸腾作用,关闭部分气孔,若供水量足够,气孔保持开闭,就不会造成光合速率下降,因此 两条曲线b~d段变化趋势不同的原因可能是甲、乙植株的供水量不同 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分析题图,甲、乙两植株的 CO2吸收速率 曲线基本一致,最大的差别是在中午2点左右,乙的CO2吸收速率 明显下降。
20.【答案】A
【解析】【解答】A、净光合速率越大,棉花产量越高,故为了保证大棚内棉花产量,最好使用无遮光处理,A符合题意;
B、 不同的透光膜透过的光的波长不同,光照强度不同,进而导致了净光合作用不同,故导致四组棉花叶片净光合作用不同的环境因素主要是光照强度和光的波长, B不符合题意;
C、NADPH是光反应产物,D组叶绿素相对含量最高,因此D组的叶绿体中生成NADPH最多,C不符合题意;
D、 根据B、C、D三组实验结果可知,黄色透光膜下,棉花叶的净光合作用更强,故推测雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】分析表格数据可知,该实验目的是 探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用 ,自变量为 不同遮光处理 ,因变量为光照强度、叶绿素相对含量及净光合速率。
21.【答案】C
【解析】【解答】A、有光照时开始光合作用,故甲植株在a点之前开始光合作用,A错误;
B、6-18时光合速率大于呼吸速率,有机物积累,18时之后呼吸速率大于光合速率,有机物开始被消耗,故有机物积累量最多是18时,B错误;
C、de段光合速率下降的原因为光照强度减弱,故de段补充光源可增加甲乙农作物的产量,C正确;
D、c点光合速率降低是由于气孔关闭,CO2吸收量减少,即使c点提高环境中CO2浓度,也不能使乙光合作用增强,D错误。
故答案为:C。
【分析】分析题图:a点CO2吸收速率为0,光合速率与呼吸速率相等,ab段随光照强度增加光合速率加快,e点光合速率下降是由于中午气温较高导致蒸腾作用剧烈,植物防止水分过多蒸发将气孔关闭,导致CO2吸收量减少,暗反应减弱,de段光照强度减弱光合速率下降。
22.【答案】C
【解析】【解答】A、由表格可知,随着EBR的浓度的增加,有机物合成的量(叶含糖量)先增加后减少,A错误;
B、由题表可知,EBR浓度在0-1mg·L-1范围内,随着EBR的浓度的增加,总叶绿素含量增加,因此EBR浓度与总叶绿素含量变化成正相关,但EBR浓度浓度大于1.0mgL时,总叶绿素含量先减少后增加,B错误;
C、由题表可知,EBR喷施浓度为1.0mg·L-1时,细胞的渗透调节物质含量和含糖量最高,物质的渗透压也最大,能显著提高植物的抗逆性,C正确;
D、施用不同浓度的EBR后,叶绿素的合成均表现为含量增加,没有表现为两重性,D错误
故答案为:C。
【分析】分析表格,随着EBR浓度增加,渗透调节物质含量表现为先增加后减少,总叶绿素含量表现为先增加后减少然后在增加;叶含糖量表现为先增加后减少。
23.【答案】B
【解析】【解答】A、图乙c点表示光补偿点,此时净光合速率等于呼吸速率,即叶片单位时间内光合作用消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量,A不符合题意;
B、由题意可知,绿豆是耐荫植物,光饱和点会低于棉花,所以图甲是绿豆的冠层叶,图乙是棉花的冠层叶,B符合题意;
C、图甲中,a点限制叶片光合速率的主要因素是光照,b点限制叶片光合作用速率的主要因素是二氧化碳浓度,C不符合题意;
D、提取叶绿素可用95%乙醇加入适量无水碳酸钠来实现,最终通过观察滤纸条上条带的粗细来比较两种植物中叶片的叶绿素含量,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、总光合速率=净光合速率+呼吸速率,植物的呼吸速率可以用单位时间内二氧化碳的生成量或氧气的吸收量或有机物的消耗量来表示,净光合速率可以用单位时间内氧气的释放量或二氧化碳的吸收量或有机物的积累量来表示,真光合速率可以用单位时间内二氧化碳的固定量或氧气的产生量或有机物的合成量来表示。
2、阴生植物的光补偿点和光饱和点均小于阳生植物。
3、光合色素可通过无水乙醇进行提取,若没有无水乙醇也可用95%乙醇加入适量无水碳酸钠代替。
24.【答案】D
【解析】【解答】A、与B点相比,D点光照强度增大,光反应增强,叶绿体中ATP和[H]生成速率更快 ,A错误;
B、光照强度增大,光合速率可能会继续升高,光照强度为800lux不一定是玉米在25℃条件下的光饱和点,B错误;
C、与G点相比,制约C点时光合作用强度的因素有土壤含水量,C错误;
D、在土壤含水量为40%~60%的条件下,施肥或增大光照强度光合速率均增大,因此施肥或增大光照强度均能有效促进光合作用,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在叶绿体基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素:(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。
25.【答案】B
【解析】【解答】A、由图可知,随着温度升高(15-25摄氏度)不同叶位叶片的CO2吸收速率升高,25-35摄氏度不同叶位叶片的CO2吸收速率下降,A正确;
B、图中只能看出不同叶位叶片的CO2吸收速率,不知道不同叶位叶片的呼吸速率,无法计算总光合速率,B错误;
C、由图分析可知,不同叶位的叶片在上述温度下始终保持着对CO2吸收速率,说明净光合作用大于零,有机物积累,C正确;
D、由图分析可知,上位叶在高温下,CO2吸收率下降,说明叶片气孔关闭,减少水分的散失,而下位叶在高温下,CO2吸收率下降小于上位叶,故上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差,D正确。
故答案为:B。
【分析】影响光合作用的环境因素
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。
4、由曲线图可知,在一定范围内随温度升高(15-25摄氏度)不同叶位叶片的CO2吸收速率升高,超过最适温度(25-35摄氏度)后,随温度升高,CO2吸收速率下降,其中不同位置的叶片CO2吸收速率不同。
26.【答案】C
【解析】【解答】A、甲植物在CO2浓度为200μL/L时,光合作用强度还未达到饱和,所以现在因素主要是CO2浓度,A错误;
B、CO2浓度为400μL/L时,甲、乙植物的净光合速率相等,但由于呼吸作用不相等,所以光合速率(总光合作用)不相等,B错误;
C、CO2浓度为500μL/L时,甲植物的光合作用速率大于乙,所以甲的水的光解能力强于乙,C正确;
D、甲在高浓度CO2情况下光合作用速率更高,所以甲更适合在高CO2浓度条件下生存,D错误。
故答案为:C。
【分析】影响光合作用的环境因素
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。
4、 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。图中甲在较高浓度CO2条件下,光合作用大于乙,而乙适合较低浓度CO2环境中生长。
27.【答案】C
【解析】【解答】A、脂肪中含H比例较高,在呼吸作用底物含有脂肪时,进行氧化分解消耗的氧气多于CO2的释放量,A错误;
B、18O是稳定同位素,不具有放射性,因此检测不到具有放射性的CO2,B错误;
C、若经过一昼夜,密闭容器中CO2的浓度降低,说明该种子吸收CO2用于了光合作用,则萌发的种子已进行光合作用,C正确;
D、突然光照减弱,光反应减弱,ATP和NADPH减少,C3还原减弱,生成的C5减少,短时间内CO2固定消耗的C5不变,导致C5含量降低,D错误;
故答案为:C。
【分析】 1、脂肪中含有H元素多,因此氧化分解时消耗的氧气多,产生水多,释放的能量多。
2、 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。
28.【答案】C
【解析】【解答】A、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,水的光解是H2O在光能和色素的作用下,生成NADPH和O2,属于光反应阶段,在光合作用过程中氧气产生的具体部位是叶绿体类囊体薄膜,A正确;
B、由实验结果可知,在20℃时,三组黑藻均释放氧气,说明在细胞内的光合作用的氧气产出量是大于呼吸作用时氧气消耗量的,即光合作用强度大于细胞呼吸强度,B正确;
C、根据实验记录可知,从冰水到40℃的过程中,氧气释放量是逐渐增多的,而最高的温度只设置到了40℃,如果继续增加温度,氧气释放量可能增加,也可能下降,这是题中的实验没有验证的,所以不能说明黑藻光合作用的最适温度是40℃,C错误;
D、在进行实验时,设置多组重复实验可以减少偶然因素引起的误差,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,是水光解产生氧气和NADPH,同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中,暗反应又叫碳反应,发生在叶绿体基质中,分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物,同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素:(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。
29.【答案】C
【解析】【解答】A、夏季晴朗的中午,气孔大量关闭,进入叶肉细胞的CO2减少,C3含量下降,短时间内消耗NADPH减少,叶肉细胞中NADPH的含量将上升,A不符合题意;
B、一般情况下,陆生植物叶片表面的气孔上表皮少,下表皮多,若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀,则其上表面的气孔数量较少,B不符合题意;
C、若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关,夜晚没有光合作用消耗CO2,胞间CO2浓度上升促进气孔关闭,C符合题意;
D、沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律,是对沙漠干旱地区环境条件的适应,光合作用需要光照,其光合作用在白天进行,晚上不能进行,D不符合题意。
故答案为:C。
【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。
30.【答案】B
【解析】【解答】A、结合图2中对照组柱形图的高度可知,在不受干旱胁迫时,各植株的气孔开放度无显著差异,A正确;
B、在干旱条件下,植物气孔关闭,导致光合速率下降的主要原因是二氧化碳浓度降低(光合作用暗反应的原料),B错误;
C、分析图2可知,模拟干旱环境后,1~5号气孔开放度差别不大,可以看到根部有联系的植株气孔开放度更低,且6~11号植株的气孔开放度与距离6号的远近有关,故说明干旱条件下植物之间能够通过地下部分交流信息,C正确;
D、对6号植株进行持续1h的干旱胁迫,该植株产生胁迫信号,并通过地下通路传递给7~11号植株,可能会导致6~11号植株的大多数气孔关闭,从而减少水分散失,D正确。
故答案为:B。
【分析】结合图2中对照组柱形图的高度可知,在不受干旱胁迫时,各植株的气孔开放度无显著差异;
在干旱环境后,1~5号气孔开放度差别不大,可以看到根部有联系的植株气孔开放度更低,且6~11号植株的气孔开放度与距离6号的远近有关。
31.【答案】(1)能量;渗透
(2)与CK组相比,A、B、C组使用的是红光和蓝紫光,光合色素主要吸收红光和蓝紫光,A、B、C组吸收的光更充分,光合作用速率更高,植物干重更高;红光:蓝光=3:2;当光质配比为B组(红光:蓝光=3:2)时,植物叶绿素和氮含量都比A组(红光:蓝光=1:2)、C组(红光:蓝光=2:1)高,有利于植物的光合作用,即B组植物的光合作用速率大于A组(红光:蓝光=1:2)、C组(红光:蓝光=2:1)两组,净光合速率更大,积累的有机物更多
(3)在25℃时提高CO2浓度光合速率增加幅度最高;升高温度;减少环境污染,实现能量多级利用和物质循环再生
【解析】【解答】(1)光合作能的能量来源为太阳能,光不仅是光合作用的能量来源,还参与影响植物的形态建成。植物的根尖成熟区细胞含有中央大液泡,可通过渗透作用吸水或失水。
故答案为:能量;渗透。
(2)叶肉细胞中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,CK组(白光)、A组(红光:蓝光=1:2)、B组(红光:蓝光=3:2)、C组(红光:蓝光=2:1),四组实验中,A、B、C组的宏光和蓝光被色素吸收的更充分,光合作用速率更高,积累的有机物含量更高,植物干重更高。分析图乙可知,红蓝光配比为红光:蓝光=3:2时,幼苗体内色素含量和氮含量比配比为红光:蓝光=3:2和光:蓝光=2:1高,更有利于光合作用的进行,净光合速率大,有机物积累多,生菜的产量高。
故答案为:与CK组相比,A、B、C组使用的是红光和蓝紫光,光合色素主要吸收红光和蓝紫光,A、B、C组吸收的光更充分,光合作用速率更高,植物干重更高;红光:蓝光=3:2;当光质配比为B组(红光:蓝光=3:2)时,植物叶绿素和氮含量都比A组(红光:蓝光=1:2)、C组(红光:蓝光=2:1)高,有利于植物的光合作用,即B组植物的光合作用速率大于A组(红光:蓝光=1:2)、C组(红光:蓝光=2:1)两组,净光合速率更大,积累的有机物更多。
(3)分析图丙可知,与大气CO2相比在,在25℃时,高浓度CO2的光合速率增加幅度最大,故在25℃时,提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。冬季温度较低,除了燃烧沼气以提高CO2浓度提高光合速率以外,还可以通过提高温度,增加酶的活性来提高光合速率,这样可以减少环境污染,实现能量多级利用和物质循环再生。
故答案为:在25℃时提高CO2浓度光合速率增加幅度最高;升高温度;减少环境污染,实现能量多级利用和物质循环再生。
【分析】1、绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素。(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。(4)光质:绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素和叶黄素,其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能,叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收最少。(5)水:水是光合作用产物和反应物,水的含量影响光合作用,水影响气孔的开关,从而影响CO2的供应。(6)矿质元素:叶绿素的合成需要Mg2+,光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成,所以矿质元素也会影响光合作用。
32.【答案】(1)④;②④;钾离子和Mal
(2)①②④;丙酮酸;NADH
(3)氢离子电化学势能
(4)吸水
(5)A;B;D
【解析】【解答】(1)NADPH是光反应产生的,光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,图中④是叶绿体;CO2固定产物的还原属于暗反应,暗反应的发生场所是叶绿体基质,同样对应图中的④。保卫细胞细胞液渗透压升高,该细胞吸水后会导致气孔打开,即气孔开闭与液泡内的渗透压大小有关,由图可知,钾离子和Mal会进入液泡,从而影响细胞液渗透压,最终引起气孔的开闭状况,所以液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子和Mal。
(2)ATP是由细胞有氧呼吸三个阶段或无氧呼吸第一阶段或光反应产生的,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质,对应图中的①,有氧呼吸的第二、三阶段发生在线粒体,对应图中的②,光反应的发生场所是叶绿体的类囊体薄膜,对应图中的④;由图可知,PEP是磷酸烯醇式丙酮酸,该物质会转化为丙酮酸后进入线粒体后经过TCA循环产生NADH,NADH通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,使ATP中的能量转化为保卫细胞的细胞膜内外的氢离子电化学势能,后者被释放出来后可以驱动细胞吸收K+等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,Mal进入液泡后,使细胞液中的渗透压升高,导致保卫细胞吸水,促进气孔张开。
(5)由图可知,黑暗结束后,突变体ntt1内的淀粉粒面积远小于野生型WT,说明淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP,A符合题意;光照2h后,气孔张开,此时淀粉粒面积小于黑暗结束时的淀粉粒面积,说明光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关,B符合题意;由图可知,无论光照多久时间,突变体ntt1内的淀粉粒面积几乎没有改变,说明光照条件下突变体ntt1几乎不能合成淀粉粒,但不能说明几乎不能进行光合作用,因为光合作用产物还可能是除淀粉以外的糖类,C不符合题意;由图可知,光照8h后,野生型WT内淀粉粒面积较大,所以长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】1、分析图解:①是细胞质基质,②是线粒体,③是细胞液,④是叶绿体。
2、植物光合作用分为光反应和暗反应,光反应在类囊体薄膜上进行,主要进行水的光解产生氧气、电子和H+,以及NADPH和ATP的合成;暗反应在叶绿体基质中进行,主要是发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,最终产生有机物供植物利用。
33.【答案】(1)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b);一和二
(2)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
(3)将生长状况相同的火龙果分三组,分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时,其他条件相同且适宜,一段时间后观察记录每组平均花朵数
【解析】【解答】(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b);用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,依次是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,叶绿素位于第一和二条。
(2)由图可知,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,所以三种补光光源中最佳的是红光+蓝光,由图可知,在红光+蓝光光源组中补光时间为6小时/天时,平均花朵数最多,所以该光源的最佳补光时间是6小时/天。
(3)根据题意可知,自变量是三种不同光照强度的白色光源,其它无关变量应保持相同且适宜,因变量为火龙果产量,可用平均花朵数体现,白色光源含有红光和蓝光,由(2)可知,红光+蓝光光源组的最佳补光时间是6小时/天,所以实验方案如下:将生长状况相同的火龙果分三组,分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时,其他条件相同且适宜,一段时间后观察记录每组平均花朵数。
【分析】分析图解:不同的补光时间条件下,平均花朵数由多到少依次是红光+蓝光光源组、红光组、蓝光组,所以可推知,三种补光光源中最佳的是红光+蓝光,图中显示,在补光时间为6小时/天时,平均花朵数最多,所以红光+蓝光最佳补光时间是6小时/天。
34.【答案】(1)3-磷酸甘油醛;蔗糖;维管组织
(2)高于;高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移;玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高;玉米能通过PEPC酶生成C4,使维管束稍内的CO2浓度高于外界环境,抑制玉米的光呼吸
(3)酶的活性达到最大,对CO2的利用率不再提高;受到ATP以及NADPH等物质含量的限制;原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【解析】【解答】(1)玉米的光合作用的卡尔文循环的过程与水稻相同,故玉米CO2固定的产物是3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉,在叶绿体外被转化成蔗糖,以蔗糖形式通过维管组织进行长距离运输。
故填:3-磷酸甘油醛;蔗糖;维管组织。
(2)干旱、高光强时会导致植物部分气孔关闭,吸收的CO2减少,由玉米的PEPC对CO2的Km为7μmol·L-1显著小于水稻,且K越小,酶对底物的亲和力越大可知:玉米PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高;玉米能通过PEPC酶生成C4,使维管束稍内的CO2浓度高于外界环境,抑制玉米的光呼吸;玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度高于水稻。
故填:高于;高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移;玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高;玉米能通过PEPC酶生成C4,使维管束稍内的CO2浓度高于外界环境,抑制玉米的光呼吸。
(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2作为光合作用的原料,其浓度大幅度提升,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。光照强度已达到适宜条件,不是影响光合作用的因素,说明有其他因素影响光合作用的提升,例如温度等其他因素。当温度达到最适温度时,水稻的酶活性达到最大,对CO2的利用率不再提高;在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高,可能受到ATP和NADPH等光反应产物含量的限制;蓝细菌是原核生物,水稻是真核生物,二者的光合作用机制可能有所不同,因此蓝细菌的CO2浓缩机制对水稻不起作用。
故填:酶的活性达到最大,对CO2的利用率不再提高;受到ATP以及NADPH等物质含量的限制;原核生物和真核生物光合作用机制有所不同。
【分析】光合作用过程中的暗反应阶段(卡尔文循环)包括两个过程:二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。 CO2被 一分子C5(一种五碳化合物)固定生成两分子 C3的过程称作 CO2 的固定。C3 接受 ATP 和 NADPH 释放的能量,并且被 NADPH 还原。随后,一些接受能量并被还原的 C3,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 C3,经过一系列变化,又形成 C5。这些 C5 又可以参与 CO2 的固定。这样,暗反应阶段就形成从 C5 到 C3再到 C5 的循环,可以源源不断地进行下去,因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
35.【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升;蓝紫
(2)高于;呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4) ; 为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT?
【解析】【解答】(1)由表格的比较项目可知,与WT对比,ygl植株的叶绿素、类胡萝卜素含量较低,但类胡萝卜素/叶绿素比值较高,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,而ygl是叶色黄绿,据此断定其叶片主要吸收蓝紫光。
故填:类胡萝卜素/叶绿素比例较大;蓝紫。
(2)比较图a净光合速率曲线变化可知,光照強度逐渐增加达到2000 μmol m-2's-1时,WT先到达光饱和点,所以ygl的光饱和点高于WT。光补偿点的含义是该光照强度下,光合速率等于呼吸速率,ygl有较高的光补偿点,那么可能的原因:一是其叶绿素含量较低,吸收的光能较少,光合速率偏低;二是其呼吸速率较高,结合图c可知,ygl呼吸速率确实比WT高。
故填:高于;呼吸速率较高。
(3)植物高产的判断标准是净光合速率越大,光合作用积累的有机物越多,越有利于植株生长发育,因此高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,使得ygl群体的净光合速率较高,积累的有机物较多,所以高产。
故填:有机物积累较多。
(4)根据图b可知,WT的光补偿是15 μmol m-2's-1 ,ygl的光补偿是30 μmol m-2's-1 ,因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下,WT和ygl的净光合速率变化如下图:
结合图a提出问题:为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT?
故填:曲线绘制如图;为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于WT?
【分析】本题以ygl高产原因的实验探究为背景,考查光合作用的相关知识,同时侧重考查对实验结果记录图表的析图、获取信息与图文转换能力。
36.【答案】(1)氧气的释放速率(CO2的吸收速率或单位时间有机物的增加量);高温会降低植物的净光合速率,且时间越长影响越大(合理即可)
(2)实验组气孔导度降低,植物吸收CO2的能力下降,使暗反应速率降低,从而使光合速率降低;分别称取等量实验组和对照组的水稻旗叶,提取并用纸层析法分离色素,对比实验组和对照组下面两条色素带的宽窄;实验组色素带比对照组窄
【解析】【解答】(1)可以用氧气的释放速率(或CO2的吸收速率或单位时间有机物的增加量)表示水稻旗叶的净光合速率。由图1可知,实验组比对照组的温度高,导致净光合速率第,所以可得出的结论是高温会降低植物的净光合速率,且时间越长影响越大。
(2)由图2分析可知,实验组的气孔导度比对照组低,植物吸收CO2的能力下降,使暗反应速率降低,从而使光合速率降低。
为了探究温度是否造成了类囊体膜解体从而影响其上叶绿素的含量,则可通过提取色素进步比较的方法来验证假说。
实验思路:分别称取等量实验组和对照组的水稻旗叶,提取并用纸层析法分离色素,对比实验组和对照组下面两条色素带的宽窄。
若是该同学的说法正确,即温度造成的类囊体膜解体会影响其上叶绿素的含量,则实验结果为实验组色素带比对照组窄,说明温度影响了叶绿素的含量。
【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[H]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[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
3、影响光合作用的环境因素包括温度、二氧化碳浓度、光照强度、水和矿质元素等,温度通过影响酶活性而影响光合作用速率,二氧化碳是光合作用的原料,二氧化碳通过影响暗反应进而影响光合作用;光照强度通过影响光反应而影响光合作用。
37.【答案】(1)类囊体薄膜;叶片被遮光处理,阳光长期照射不到叶片,无法进行光合作用;红光和蓝紫光
(2)光照强度由强到弱,光反应阶段产生的ATP和NADPH减少,从而影响暗反应,使糖类等有机物的合成减少
(3)T1、T2组叶片合成的有机物更多的运输到茎秆,使植物茎秆粗壮,更有利于适应弱光环境
(4)分别称取等量的对照组和T3组的莲叶桐叶片;将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布)进行过滤后收集滤液;用毛细吸管吸取少量滤液,沿定性滤纸条横线处均匀地画出一条细线,再重复一到到两次;将滤纸条轻轻插入层析液中,分别观察试管内滤纸条上出现了几条色素带,以及每条色素带的颜色和宽窄。
【解析】【解答】 (1)绿色植物中的叶绿素主要存在