光合作用 (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 (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)吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上,一个个圆饼状的类囊体堆叠成基粒;绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,可以用无水乙醇(或丙酮)提取绿叶中的色素;绿叶中的溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,层析后叶绿素a比叶绿素b扩散得更远说明叶绿素a在层析液中溶解度较大;由图甲可知,叶绿素含量随着遮光面积的增加而升高,因此植物是通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。 (2)8:00到12:00气温升高呼吸速度增强,光照强度增加,但气孔导度相对稳定,由于受到CO2供应的限制,光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大,光合速率与呼吸速率的差值减小,净光合速率降低。18:00时光合速率=呼吸速率,既进行光合作用也进行呼吸作用,叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP。 (3)突然去除遮光物,光反应加强,为暗反应提向更多的ATP和[H],导致较多的C3被还原,C3含量减少。 (江苏卷)31.(8分)为研究浮游藻类的光合作用,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(Ph8.5,25℃)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HCO3-获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为 ;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有 、 。 (4)培养基中的HCO3-与CO32-之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HCO3-越少,CO32-越多,而CO32-几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.0~10.0)对光合作用的影响时,导致Pn发生变化的因素有 、 。 【答案】 (1)光强 光质 (2)难以确定 (3)120mg·L-1 达到了CO2饱和点 CA量有限 (4)CO2(或HCO3-)供应量不同 CA(细胞)活性变化 【解析】 (1)可调光源可改变光照强度、光的波长(光质),从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。 (2)温度是无关变量,温度过高或过低都会影响酶的活性而影响光合作用,使得难以确定光照对Pn影响,因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜,以便排除对实验的干扰。 (3)由图可以看出,达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120mg·L-1;在更高NaHCO3浓度下,外界因素是CO2浓度达到了CO2饱和点,不能吸收更多的CO2;内部因素是CA量不足,不能催化分解更多的HCO3-。 (4)由题意可知,pH一方面会影响HCO3-的含量,从而影响Pn;另一方面pH也会影响CA酶的活性,从而影响Pn。 (大纲卷)31. (9分) 植物的光合作用受多种因素的影响。回答下列问题: (1)右图表示了________对某种C3植物和某种C4植物____________的影响。当光照强度大于p时,C3植物和C4植物中光能利用率高的是________植物。通常提高光能利用率的措施有增加________的面积,补充______气体等。 (2)在光合作用过程中,C4植物吸收的CO2被固定后首先形成______________化合物。 (3)C3植物的光合作用的暗反应需要光反应阶段产生的ATP和NADPH,这两种物质在叶绿体内形成的部位是___________________。NADPH的中文名称是__________,其在暗反应中作为______剂,用于糖类等有机物的形成。 【答案】(1)光照强度(1分) 光合作用强度(1分) C4(1分) 光合作用(1分,其他合理答案也给分) CO2(1分) (2)四碳(或C4)(1分) (3)囊状结构薄膜(或类囊体薄膜)(1分) 还原型辅酶Ⅱ(1分) 还原(1分) 【解析】(1)根据图示的横、纵坐标可知,该图表示了光照强度对C3和C4植物光合作用强度的影响;光照强度为P时,C3植物已达光的饱和点,而此时C4植物还没有达到光的饱和点,因此光照强度大于P时,C4植物对光的利用率更高;在一定光强强度下,可通过增加光合作用的面积、提高CO2的浓度来提高光能利用率。 (2)与C3植物不同的是,C4 植物具有C4途径,其吸收的CO2被PEP(C3)固定后首先形成C4(四碳化合物),能通过对CO2的利用提高光能利用率。 (3)因为光反应发生在类囊体的薄膜上,因此ATP和NADPH也在该部位形成,其中NADPH又称为还原型辅酶Ⅱ,简写为[H],在暗反应中作为还原剂。 (广东卷)26(16分) 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 (cm2) 气孔密度 (个·mm-2) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 强 浅绿 13.6(100%) 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考) ⑴CO2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 。 ⑵在弱光下,柑橘通过 和 来吸收更多的光能,以适应弱光环境。 ⑶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)自由扩散(1分); C5(五碳化合物,1分);[H](或NADPH)和ATP(2分) (2)增加叶面积(2分); 提高叶绿素含量(2分); (3)较少(2分); 较少(2分); 净光合速率(2分); 叶面积(2分) 【解析】(1)二氧化碳进入细胞的方式是自由扩散;在光合作用的暗反应过程中,二氧化碳与细胞中的C5结合生成C3,该过程叫做二氧化碳的固定;C3在ATP供能下被【H】还原成有机物或C5。(2)据表可知,弱光下柑橘的叶色呈深绿色,平均叶面积也增大了。所以柑橘是通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积,来吸收更多的光能。(3)平均叶面积×气孔密度=平均每片叶的气孔总数,弱光下平均每片叶的气孔总数为:28.4cm2×100mm2/cm2×752个/mm2=2135680个,强光下平均每片叶的气孔总数为:13.6cm2×100mm2 /cm2×826个/mm2=1123360个,后者远少于前者;要计算单位时间内平均每片叶CO2的吸收量,可用净光合作用速率×平均叶面积的值来表示,弱光下为:28.4cm2×0.01m2/cm2×3.87molCO2?m-2?s-1≈1 molCO2?s-1;强光下为 13.6cm2×0.01m2/cm2×4.33molCO2?m-2?s-1≈0.6 molCO 2?s-1;后者也是小于前者。结果,强光下,气孔总数少,单位时间内平均每片叶CO2吸收量少 ;对强光下生长柑橘适度遮阴,首先因光照强度减弱,净光合速率首先发生改变;其次,为了适应弱光环境,叶绿素的含量增加;最后,叶面积扩大。强光比弱光的气孔总数多,单位时间内平均每片叶CO2吸收量高,据表可知,弱光下,色素吸收的光能少,净光合作用速率下降,首先发生变化,平均叶面积是最后发生变化。 (上海卷)(五)回答下列有关光合作用的问题。(11分)新课 标第 一 网 49.植物水光解过程放出的气体是____________。将下列选项用箭头排序,表示出光反应过 程______________________________。 A.活化叶绿素a促使水光解,释放出e和H+ B.光能传递到叶绿素a C.e经一系列传递后将NADP+还原为NADPH D.类囊体膜上各种色素吸收光能 E.H+将能量传给ADP,在酶的作用下合成ATP 【答案】氧气 【解析】光合作用分为光反应和暗反应阶段,光反应会吸收光,把水光解成氧气和还原氢,同时合成ATP. 水不仅直接参与光反应,还是影响光合作用的主要环境因子之一。以含水80%土壤为 对照(CK),测耐旱能力较强的大丽花中度缺水(MD)时的叶片净光合速率(Pn)、气孔 导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)(图16),探讨环境水对植物的调控机理。 50.用单位时间 、单位叶面积通过气孔的气体量表示气孔导度(Gs)。据图16的Gs曲线 和Pn曲线推测,3~15天内中度缺水生长的大丽花叶片,会持续发生的现象有_________ (多选)。 A.蒸腾速率下降 B.蒸腾速率升高 C.光合放出02速率下降 D.光合放出02速率上升 E.干旱导致叶片气孔关闭,光合作用停止 【答案】AC 【解析】在3~15天内中度缺水生长的叶片,气孔关闭,蒸腾速率下降。同时CO2吸收减少,使得光合作用减慢,O2的产生速率就会下降。 51.胞间CO2进入叶绿体内参与卡尔文循环时,在______________(酶/光/酶和光)条件下, 被__________化合物固定后,还原生成糖。 【答案】酶 C5 【解析】CO2的固定等过程中,在多种酶的参与下,CO2与C5化合物结合形成C3,最终还原成糖。 52.据图16,非气孔因素主要影响Pn-MD的时间段是________,以下属于非气孔因素的是 ________________(多选)。 A.CO2供应不足 B.叶肉细胞内叶绿体类囊体膜受损 C.还原三碳化合物的酶空间结构改变 D.固定CO2的酶活力不足 【答案】第12—15天 B 、C、D 【解析】在第12-15天内气孔开放度增加,胞间二氧化碳浓度增大,此时限制光合的因素不是二氧化碳,其主要限制因素为非气孔因素,可能是BCD. 1..光合作用中,光能转变成活跃化学能发生在( ) A.水的光解 B.ATP的水解 C.CO2的固定 D.三碳化合物还原 2.用含同位素O的水来浇灌植物,经光照后,O可发现于( ) A.生成的葡萄糖中 B.生成的淀粉中 C.合成的蛋白质中 D.周围的空气中 3.将一棵重约0.2kg的柳树,栽培于肥沃的土壤中,两年后连根挖出;称其干重达11kg,增加的这10余千克,主要来源于 ( ) A.土壤中的矿质元素 B.土壤中的水 C.大气中的O2 D.大气中的CO2 4. 将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片(甲),另一枝保留两张叶片(乙、丙),叶片置玻璃盒中密封(玻璃盒大小足以保证实验顺利进行),在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2,丙中没有 装置如图。光照一段时间后,可以检测到放射性的叶片 A.仅在甲中 B.尖在甲和乙中 C.仅在甲和丙中 D.在甲、乙和丙中 5. 10.将单细胞绿藻置于25℃,适宜光照和充足CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止 光照,发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升,这是由于( ) ①光反应停止,由于没有[H]和ATP供应,三碳化合物不能形成糖类等有机物,因而积累了 许多三碳化合物。②暗反应仍进行,CO2与五碳化合物结合,继续形成三碳化合物。③光反 应停止,不能形成ATP。④光反应仍进行,形成ATP A.④③② B.③②① C.④② D.③② |
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