1、1光合作用1.将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的 CO2和 O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A.黑暗条件下,增大、减小B.光强低于光补偿点时,、增大C.光强等于光补偿点时,、保持不变D.光强等于光饱和点时,减小、增大答案 B 当光强低于光补偿点或黑暗条件下,水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内 O2,释放 CO2,故增大,减小;当光强等于光补偿点时,水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率,保持不变;当光强等于光饱和点时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率,减小,增大。2.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶
2、温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是( )A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在 3650 时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为 25 时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为 35 时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为 0答案 D 植物进行光合作用所需能量均来自太阳能,A 正确;叶温在 36 50 时,植物甲的曲线在植物乙曲线上方,所以植物甲的净光合速率比植物乙的高,B 正确;叶温为 25 时,植物甲和乙的曲线没有相交,即二者的净光合速率不同,C 正确;叶温为 35 时,甲、乙两种2植物的净光合速率相同且大于零,所以这两种植物的光
3、合与呼吸作用强度的差值均大于 0,D错误。3.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是( )A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案 D 由图可知,与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为 0时净光合速率的绝对值)不同,A 错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和
4、点减小,B错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图知大豆单作时的光补偿点大于间作,D 正确。4.关于叶绿素的叙述,错误的是( )A.叶绿素 a和叶绿素 b都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素 a和叶绿素 b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光答案 D 本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素 a和叶绿素 b的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反应过程;叶绿素 a和叶绿素 b在红光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光
5、被反射出去,使植物呈现绿色。35.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次答案 ABC 分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现,强光导致了叶绿素含量降低、类胡萝卜素含量升高,这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关,A、B 正确;叶绿素a的吸收波长更广一些,C 正确;为增加色素带的色素含量,画滤液细线时,滤液应在点样线上重复画
6、几次,D 错误。6.设置不同 CO2浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率),结果见图。据图判断,下列叙述正确的是( )A.与 d3浓度相比,d 1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多B.与 d2浓度相比,d 3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的 ATP多C.若 d1、d 2、d 3浓度下蓝藻种群的 K值分别为 K1、K 2、K 3,则 K1K2K3D.密闭光照培养蓝藻,测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物答案 A 本题综合考查了光合作用、呼吸作用及种群数量等相关知识。由图示信息获知,d1与 d3浓度相比,净光合速率相等,d 1浓
7、度下呼吸速率高,光合速率大,光反应生成的H多,A正确;与 d2浓度相比,d 3浓度下细胞呼吸速率低,产生的 ATP少,B 不正确;密闭光照下,蓝藻进行光合作用产生氧气,不能判断其是否为兼性厌氧生物,D 不正确。7.关于叶绿体色素的叙述,错误的是( )4A.叶绿素 a和 b主要吸收红光和蓝紫光B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C.利用纸层析法可分离 4种叶绿体色素D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能答案 D 叶绿素 a、叶绿素 b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占 3/4,类胡萝卜素约占 1/4。利用纸层析法可分离叶绿体色素,提取的叶绿体色素仍可吸收光能,但叶绿体结构被破坏,导致完整的光合
8、作用不能进行。8.在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应 14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中 14C的量。两类器官各自所含 14C量占植株 14C总量的比例如图所示。与本实验相关的错误叙述是( )A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官C.遮光 70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响答案 C CO 2被固定形成 C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期
9、,营养器官中含 14C量的比例较高,说明此时期光合产物大部分被分配到营养器官,B 正确;由图示可知遮光 70%条件下,在生殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C 错误;分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D 正确。9.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( )5A.甲植株在 a点开始进行光合作用B.乙植株在 e点有机物积累量最多C.曲线 b-c段和 d-e段下降的原因相同D.两曲线 b-d段不同的
10、原因可能是甲植株气孔无法关闭答案 D 本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率,a 点时光合速率等于呼吸速率,说明甲植株在 a点前就已经开始进行光合作用,A 错误;乙植株在 18时后净光合速率小于 0,该植株在 18时有机物的积累量最多,B 错误;曲线 b-c段下降的原因是气孔关闭,乙植株因二氧化碳供应不足导致光合速率下降,曲线d-e段光合速率下降的原因则是光照强度减弱,C 错误。分析两曲线 b-d段可知,中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象,这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的,而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭,D 正确。
11、10.为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收 CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)据图判断,光照强度低于 a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。 (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高 (填“CO 2浓度”或“O 2浓度”)。 (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养 T时间后,再测定植株叶
12、片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 。 答案 (1)光照强度 (2)CO 2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光6照引起的,而非遗传物质的改变造成的解析 (1)在光饱和点(b 点)之前,甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱和点之后,光合作用的限制因子是温度、CO 2浓度等。(3)对比甲组、乙组曲线可知,在低光照下培养后乙组植物的光合能力比甲组的低,但其子代在甲组的条件下培养,光合能力与甲组相同,这说明低光照培养未能改变植物的遗传特性,乙组光合作用强度与甲组不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。11
13、.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了 A、B、C、D 四组实验。各组实验的温度、光照强度和 CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为 135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为 67.5 s;光合作用产物的相对含量为 50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 7.5 s;光合作用产物的相对含量为 70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为 94%。D组(对照组
14、):光照时间为 135 s;光合作用产物的相对含量为 100%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C 组植物合成有机物的量 (填“高于” “等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是 ;C组和 D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 ,这些反应发生的部位是叶绿体的 。 (2)A、B、C 三组处理相比,随着 的增加,使光下产生的 能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中 CO2的同化量。 答案 (1)高于 C 组只用了 D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D组的94% 光照 基质(2)光照和黑暗交替频率 ATP 和还原型辅酶解析 本题综合考查了碳反应的条件及场所、
15、光照和黑暗交替的频率对光合作用产物的影响等。(1)对比 C、D 两组实验,C 组光照和黑暗交替处理,D 组只有光照,故单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于 D组。分析 C组和 D组实验,可推知光合作用中有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比 A、B、C 三组实验,在总光照时间相同的7情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶和 ATP越能及时利用并及时再生,从而提高了光合作用中 CO2的同化量。12.油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。图甲图乙(1)油菜果皮细胞内通过光
16、合作用固定 CO2的细胞器是 。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是 。 (2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知,第 24天的果实总光合速率 (填“大于”或“小于”)第 12天的果实总光合速率。第 36天后果皮逐渐变黄,原因是叶绿素含量减少而 (填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应供给暗反应的 和 减少,光合速率降低。 (3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第 36天,种子内含量最高的有机物可用 染液检测;据图分析,在种子发育过程中该有机物
17、由 转化而来。 答案 (1)叶绿体 主动运输(2)小于 类胡萝卜素(或叶黄素和胡萝卜素) H(或 NADPH) ATP(注:两空可颠倒)(3)苏丹(或苏丹) 可溶性糖和淀粉8解析 (1)油菜果皮细胞进行光合作用的场所是叶绿体,种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,则推出种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是主动运输。(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,比较第 24天和第 12天的净光合速率和呼吸速率可判断第 24天的总光合速率较低;第36天后果皮逐渐变黄的原因是叶绿素含量降低,呈现的是类胡萝卜素的颜色。(3)由图乙可知,第 36天时种子内含量最高的有机物是脂肪,可用苏丹或苏丹染液进行检测;据图分析,在
18、种子发育过程中可溶性还原糖和淀粉含量减少、蛋白质含量基本不变、脂肪含量升高,故可判断脂肪是由可溶性还原糖和淀粉转化而来。13.研究者用仪器检测拟南芥叶片在光暗转换条件下 CO2吸收量的变化,每 2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的 200 s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解 ,同化 CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过 将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 和热能。(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下 CO2吸收量在 molm -2s-1范围内,在300 s 时 CO2 达到 2.2 molm -2s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是 mol CO
19、2m-2s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位) (3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下 100 s以后,叶片的 CO2释放 ,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。 (4)为证明叶片在光下呼吸产生的 CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行研究。 答案 (1)水 细胞呼吸 ATP 中的化学能(2)0.20.6 释放量 2.42.8(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪解析 (1)有光条件下,叶肉细胞既进行光合作用,又进行呼吸作用。光合作用过程分解 H2O,同9化 CO2。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 A
20、TP中活跃的化学能和热能。(2)分析题图,拟南芥叶片在照光条件下,CO 2吸收量在 0.20.6 molm -2s-1范围内,此值为净光合速率。在 300 s时 CO2的释放量达到 2.2 molm -2s-1,该值为呼吸速率,则得出叶片的总(真正)光合速率约为 2.2+(0.20.6)=2.42.8 molm -2s-1。(3)由图知,转入黑暗 100 s后,叶片 CO2释放量逐渐减少,随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪 CO2中 C元素的来源,可利用同位素标记法进行研究。14.为了研究 2个新育品种 P1、P2 幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速
21、率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:图 1图 2(1)图 1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。 (2)光合作用过程中,CO 2与 C5结合生成 ,消耗的 C5由 经过一系列反应再生。(3)由图可知,P1 的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的 ;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 。 (4)栽培以后,P2 植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是 10。 答案 (1)光照强度、CO 2浓度 O 2(2)C3 C 3(3)NADPH和 ATP 参
22、与光合作用的酶(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少解析 (1)净光合速率可用单位时间、单位叶面积 O2的释放量或 CO2的吸收量来表示,一般选用叶龄一致的叶片在相同的光照强度、CO 2浓度下进行测定。(2)光合作用碳反应中,CO 2首先与 C5结合生成 C3,而后 C3在 NADPH和 ATP的作用下生成(CH 2O)和 C5。(3)由图可知,P1叶片光合作用能力最强,原因有两个方面:一是其叶绿素含量较高,可产生更多的 NADPH和ATP;二是其含有更多与光合作用有关的酶。(4)P2 植株干重显著大于对照,但由于向籽实运输的光合产物较少,最终获得的籽实产量并不高。15.为研究浮游
23、藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图 1为光合放氧测定装置的示意图;图 2是不同NaHCO3浓度(pH 8.5,25 )条件下测得的 Pn曲线图。请回答下列问题:(1)通过变换图 1中光源,可研究 、 对光合作用的影响。 (2)在测定不同光照对 Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与 Pn的关系 (填“呈正相关” “呈负相关”或“难以确定”)。 (3)由于弱碱性的藻培养液中游离 CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的 HC 获得 CO2。图 2中达到最大 Pn值的最低 NaHCO3浓度为 ;
24、在更高NaHCO3浓度下,Pn 不再增加的主要原因有 、 。 (4)培养基中的 HC 与 C 之间的离子平衡与 pH有关,碱性条件下 pH越高,HC 越少,C 越多,而 C 几乎不能被该藻利用。在测定不同 pH(7.010.0)对光合作用的影响时,导致 Pn发生变化的因素有 、 。 11答案 (1)光强 光质(2)难以确定 (3)120 mgL-1 达到了 CO2饱和点 CA 量有限(4)CO2(或 HC )供应量不同 CA(细胞)活性变化解析 (1)光照强度和光质均会影响光合速率,该实验可通过可调光源研究这两个因素对光合速率的影响。(2)光照的改变会使 Pn改变,温度改变时 Pn也随之改变,
25、自变量不单一,无法确定光照与 Pn的关系。(3)由图 2可知:最大 Pn值所对应的最低 NaHCO3浓度为 120 mgL-1;在一定范围内,随 NaHCO3浓度增加,Pn 也增加;在更高 NaHCO3浓度下,Pn 不再增加可能是 CO2浓度达到了饱和点,也可能是 CA数量有限不能分解更多的 NaHCO3。(4)pH 改变不仅影响 HC 的含量,也会影响 CA的活性,从而影响 CO2的供应,因而导致 Pn变化。16.观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表。请回答下列问题:光照强度叶色平均叶面积(cm 2)气孔密度(个mm -2)净光合速率(mol CO 2m-2s-1)强 浅绿 13.6(1
26、00%) 826(100%) 4.33(100%)中 绿 20.3(149%) 768(93%) 4.17(96%)弱 深绿 28.4(209%) 752(91%) 3.87(89%)注:括号内的百分数以强光照的数据作为参照(1)CO2以 方式进入叶绿体后,与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的 。 (2)在弱光下,柑橘通过 和 来吸收更多的光能,以适应弱光环境。 (3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ,单位时间内平均每片叶 CO2吸收量 。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是 ,最后发生改变的是 。 答案 (1)
27、扩散 五碳化合物 H/NADPH 和 ATP(2)增加叶面积 提高叶绿素含量(3)较少 较少 净光合速率 叶面积12解析 (1)CO 2等气体是以扩散的方式进入叶绿体,进入叶绿体的 CO2首先与 C5结合生成C3,C3的还原需要光反应提供 ATP和H。(2)据题中表格数据可知,在弱光下,柑橘的叶色加深,平均叶面积增大,气孔密度变小。故柑橘通过增加叶绿素含量和增大叶面积来适应弱光环境。(3)分析表格数据可知,强光下平均每片叶的气孔总数为 13.6826100=1 123 360 个,弱光下平均每片叶的气孔总数为 75228.4100=2 135 680个;强光下单位时间内平均每片叶 CO2吸收量
28、为 4.3313.610-4=5.910-3mol,弱光下单位时间内平均每片叶 CO2吸收量为 3.8728.410-4=1.110-2 mol,对强光下生长的柑橘适度遮阴,柑橘的光反应强度降低,光合速率相对下降。为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶绿素来增强吸收光的能力,以合成相对较多的有机物,有利于叶的生长,故最后发生改变的是平均叶面积。17.我省某经济植物光合作用的研究结果如图。(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的 上。需先用 (填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素 a和叶绿素 b在层析液中溶解
29、度较大的是 。据图分析,该植物可通过 以增强对弱光的适应能力。 (2)图乙表示初夏某天在遮光 50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00 到 12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是 。18:00 时叶肉细胞内产生 ATP的细胞器有 。 (3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中 C3化合物含量 。 答案 (1)类囊体膜(或类囊体、基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素 a 增加叶绿素含量13(2)呼吸作用增强,光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体(3)减少解析 (1)叶绿体中的色素存在于类囊体膜(或类囊体、基
30、粒)上;叶绿体中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇(丙酮)来提取;溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快,叶绿素 a与叶绿素 b相比,叶绿素 a扩散快,溶解度较大;从图中可知,遮光越多,叶绿素含量越高。(2)8:00到 12:00光照强度增高,总光合速率增强,呼吸作用也增强,总光合速率与呼吸速率的差值减小,即净光合速率降低;18:00 净光合速率为 0,说明该植物呼吸作用强度等于光合作用强度,此时叶肉细胞内产生 ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮光物,光照强度增强,产生更多的H和 ATP,使 C3还原加快,C 3含量减少。18.某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。细胞分
31、裂素浓度(gL-1)叶绿素含量(mg chlg FW-1)光合速率(mol CO 2m-2s-1)希尔反应活力(mol DCIP Redmg chl-1h-1)叶片氮含量(%)生物量(gplant-1)0 1.58 6.52 13.55 1.83 17.650.5 1.82 7.82 25.66 1.94 22.951.0 2.34 8.64 32.26 1.98 27.442.0 2.15 8.15 27.54 1.96 23.56注:chl叶绿素;FW鲜重;DCIP Red还原型 DCIP;plant植株。希尔反应活力测定的基本原理:将叶绿体加入 DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光,水在光照
32、下被分解,产生氧气等,而溶液中的 DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。请回答:(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中 阶段的部分变化。氧化剂 DCIP既可用于颜色反应,还可作为 。希尔反应活力可通过测定 DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定 得到。 (2)从表中可知,施用细胞分裂素后, 含量提高,使碳反应中相关酶的数量增加。 (3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由 产生。合理施用细胞分裂素可延迟 ,提14高光合速率,使总初级生产量大于 ,从而增加植物的生物量。 答案 (1)光反应 氢载体 氧气释放速率(2)叶片氮(3)根(或根尖分生组织) 叶片衰老 呼吸(量)解析 (1)根据
33、题表下方的“注”中希尔反应活力测定的基本原理可推测希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化;DCIP 既可用于颜色反应,还可作为氢载体;希尔反应活力既可通过测定 DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定氧气释放速率得到。(2)根据本小题中信息,分析表格可判断,施用细胞分裂素后,叶片氮含量提高,可使碳反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根尖分生组织产生。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老,提高光合速率,使总初级生产量大于呼吸(量),从而增加植物的生物量。19.为研究某植物对盐的耐受性,进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验,结果见下表。盐浓度(mmo
34、lL-1)最大光合速率(mol CO 2m-2s-1)呼吸速率(mol CO 2m-2s-1)根相对电导率(%)0(对照) 31.65 1.44 27.2100 36.59 1.37 26.9500 31.75 1.59 33.1900 14.45 2.63 71.3注:相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比,可反映细胞膜受损程度。请据表分析回答:(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为 。与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,该植物积累有机物的量 ,原因是 CO2被还原成 的量减少,最大光合速率下降;而且有机物分解增加, 上升。 (2)与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,根
35、细胞膜受损,电解质外渗,使测定的 升高。同时,根细胞周围盐浓度增高,细胞会因 作用失水,造成植物萎蔫。 (3)高盐浓度条件下,细胞失水导致叶片中的 增加,使气孔关闭,从而减少水分的散15失。 答案 (1)光饱和点 减少 三碳糖 呼吸速率(2)根相对电导率 渗透(3)脱落酸解析 本题主要考查光合作用、呼吸作用、渗透失水及细胞失水与脱落酸的关系等相关知识。(1)最大光合速率所对应的最小光强度称为光饱和点。植物有机物的积累量=光合产生量-呼吸消耗量,通过对表中相关数据的处理计算,高盐浓度条件下比低盐浓度条件下,植物有机物的积累量少。分析其原因:一方面随着盐浓度的升高,最大光合速率下降;另一方面,随着
36、盐浓度的升高,呼吸速率加快,有机物分解增加。(2)由题表可知,随着盐浓度的升高,根的相对电导率随之升高。分析其原因,应是高盐浓度条件下,根细胞膜受损,电解质外渗,引发根相对电导率升高。与此同时,随着根细胞周围盐浓度增高,植物细胞会因渗透作用失水,造成植物萎蔫。(3)由已有知识可知,细胞失水可导致叶片中脱落酸增加,而脱落酸的增加又促使气孔关闭,从而减少水分的散失。20.为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有 10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3 天后测定叶片的 CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。图 1图 2(1)光合作用碳反应利用光反应产生的 ATP和 ,
37、在 中将 CO2转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。 (2)由图 1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率 。本实验中对照组(空16白对照组)植株的 CO2固定速率相对值是 。 (3)由图 2可知,去除棉铃后,植株叶片中 增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少, 降低,进而在叶片中积累。 (4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会 光合作用。 (5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测 叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是 ,则支持
38、上述推测。 答案 (1)NADPH 叶绿体基质 (2)逐渐下降 28 (3)淀粉和蔗糖含量 输出量 (4)抑制 (5)未遮光的 光合产物含量下降,光合速率上升解析 (1)光合作用过程中碳(暗)反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供 ATP和NADPH。(2)由图 1信息可知随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降低;本实验用不去除棉铃的一组作为对照组,其 CO2固定速率相对值是 28。(3)由于光合产物会被运输到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。(4)由 1、2 两图信息可知,去除棉铃后光合产物积累,而CO2
39、固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,即去除棉铃(保证单一变量)且对部分叶片遮光处理(消耗和利用未遮光叶片的光合产物),若未遮光叶片与只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,则可验证上述结论是正确的。21.菌根是由菌根真菌与植物根系形成的联合体。菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物,植物为菌根真菌提供糖类等有机物。下表为不同温度下菌根对玉米幼苗光合特性影响的实验结果。组别光合作用速率(molCO 2m-2s-1)气孔导度 *(mmolm-2s-1)细胞间 CO2浓度(molmo
40、l -1)叶绿素相对含量25 有菌根无菌根8.86.5626250120393315 有菌根无菌根6.43.85842781573128175 有菌根无菌根4.01.44417802422623*气孔导度是描述气孔开放程度的量请回答下列问题:(1)菌根真菌与玉米的种间关系是 。 (2)25 条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米叶肉细胞对 CO2的利用率 。 (3)15 条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米光合作用速率高,据表分析,其原因有 ,促进了光反应; ,促进了碳反应。 (4)实验结果表明:菌根能提高玉米的光合作用速率,在 条件下提高的比例最大。 (5)在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行
41、菌根真菌接种,可提高部分牧草的菌根形成率。下图为接种菌根真菌后试验区内两种主要牧草种群密度和群落物种丰富度的变化结果。图中种群密度数值应采用样方调查结果的 值。 据图推测,两种牧草中菌根依赖程度更高的是 。 接种菌根真菌后,该试验区生态系统自我调节能力提高,原因是 。 答案 (1)互利共生(2)高(3)叶绿素相对含量高,利于吸收光能 气孔导度大,CO 2供给充分(4)5 (或低温)(5)平均 优质牧草 A 物种丰富度升高,生态系统营养结构复杂,自我调节能力升高解析 本题考查生物种间关系、光合作用以及种群、群落和生态系统稳定性等相关知识。(1)从题干中的信息可以看出菌根真菌和玉米是互利共生关系。
42、(2)通过 25 条件下对有菌根与无菌根玉米的对比,可以看出有菌根的情况下,光合作用速率高,而细胞间 CO2浓度低,因此有菌根玉米叶肉细胞对 CO2的利用率高。(3)从表格中的数据可以看出,15 条件下,有菌根玉米叶绿素相对含量较高,能充分吸收和利用光能,促进了光反应,使光合速率提高;15 18条件下,有菌根玉米气孔导度较高,CO 2供给充足,促进了碳反应,使光合速率提高。(4)在5 、15 和 25 条件下,菌根提高玉米光合作用速率的比例分别为(4.0-1.4)/1.41.86、(6.4-3.8)/3.80.68、(8.8-6.5)/6.50.35,因此在 5 的条件下提高比例最大。22.将
43、玉米的 PEPC酶基因导入水稻后,测得光强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是 ,捕获光能的色素中含量最多的是 。 (2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后,首先与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供 。 (3)光强度低于 8102 molm -2s-1时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是 ;光强度为(1014)10 2 molm -2s-1时,原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变,可能的原因是 。 (4)分析图中信息,PEPC 酶所起的作用是 ;转基因水稻更适宜栽种在 环境中。
44、答案 (1)叶绿体 叶绿素 a(2)C5 NADPH 和 ATP(3)光强度 光强度增加与 CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO 2供应已充足且光强度已达饱和点”)(4)增大气孔导度,提高水稻在强光下的光合速率 强光解析 本题主要考查光合作用过程及其影响因素的相关知识。(1)叶绿体是光合作用的场所。捕获光能的色素有叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素和胡萝卜素,其中含量最多的是叶绿素a。(2)CO 2在碳反应中被利用,首先与 C5结合生成 C3,完成 CO2的固定。C 3的还原需要光反19应提供的 NADPH和 ATP。(3)在光强度低于 8102 molm -2s-1时,随着光强度
45、的提高,转基因水稻光合速率增加,因此影响转基因水稻光合速率的主要因素是光强度。当光强度为(1014)102 molm -2s-1时,原种水稻的气孔导度降低,导致 CO2供应不足,但光合速率基本不变,说明光强度增加与 CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消。(4)相同光强度时,转基因水稻气孔导度比原种水稻高,说明 PEPC酶基因编码合成的 PEPC酶能增大气孔导度,从而提高水稻在强光下的光合速率。因此,综合分析可知转基因水稻更适宜栽种在强光下。23.为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响,在不同浓度 NaCl条件下,对其表观光合速率、胞间 CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如图。检
46、测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:(1)叶绿体中色素的功能是 。 (2)大气中的 CO2可通过植物叶片表面的 进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的 ,有机物(C 6H12O6)中的氧经细胞需氧呼吸后到终产物 中。 (3)当 NaCl浓度在 200250 mmol/L时表观光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中午表观光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于 ,后者主要是由于 。 (4)真正光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。请在下图所20示的坐标图上绘制该实验中真正光合速率变化趋势的曲线图。 答案 (1)吸收、传递、转换
47、光能(2)气孔 CO 2 CO 2(3)光合色素含量降低 胞间 CO2浓度降低(4)光合作用消耗的 CO2量(光合作用产生的 O2量或光合作用产生的有机物的量)绘图解析 本题考查光合色素、光合作用及其影响因素等相关知识。(1)吸收、传递、转换光能是叶绿体中色素的功能。(2)气孔是气体进出植物细胞的门户,白天植物光合作用强,消耗大量 CO2,大气中的 CO2可通过气孔进入植物体内,光合作用过程中反应物是 CO2和 H2O,H2O中的氧变成 O2,故光合作用产生的有机物中的氧来自 CO2,需氧呼吸生成 CO2和 H2O,H2O中的氧来自 O2,CO2中的氧来自 C6H12O6和 H2O。(3)NaCl 浓度在 200250 mmol/L时,胞间 CO2浓度较高,叶绿素和类胡萝卜素的含量较低,推知是光合色素含量降低引起了光合速率下降;夏季晴朗的中午,植物为降低蒸腾作用而使气孔关闭,致使吸收的 CO2减少,引起光合速率下降。(4)真正光合速率可用单位时间内单位叶面积上光合作用消耗的 CO2量或光合作用产生的 O2量或光合作用产生的有机物的量表示。真正光合速率等于表观光合速率和呼吸速率之和,检测期间细胞的呼吸强度不变,表观光合速率的变化趋势即可反映真正光合速率的变化趋势。
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