4—光合作用

4—光合作用1.Calvin等人研究光合作用时进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同时间的光照后从培养液中提取并分析放射性物质。以下分析正确的是A．在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多B．光照时间越长，固定积累的三碳化合物越多C．无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上D．只要给予光照，放射性就会出现在[H]中2.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。相关分析错误．．的是盐浓度（mmol·L-1）最大光合速率（μmolCO2·m-2·s-1）呼吸速率（μmolCO2·m-2·s-1）根相对电导率（%）031.651.4427.210036.591.3726.950031.751.5933.190014.452.6371.3(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)A.低盐环境下，细胞中有机物积累量高于高盐组B.高盐环境可能破坏了生物膜结构导致电解质外渗C.高盐环境通过影响细胞吸水进而影响光合速率D.随着盐浓度的提高，细胞呼吸速率会持续增大3.下图曲线Ⅰ表示大豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在Y点时改变了某条件，形成曲线Ⅱ所示的变化。下列分析不合理的是A.X→Y，光合作用速率受光照强度制约B.改变水分供应可引起曲线Ⅰ和Ⅱ差异C.Q点叶绿体基质中C5生成速率低于P点D.P点类囊体膜上生成ATP的速率高于Q点4．下列生物学研究中，应用同位素标记法能实现研究目的的是A．15N标记脱氧核苷酸，证明DNA的分子结构为规则的双螺旋B．35S标记蛋白质，证明DNA是一切生物的主要遗传物质C．18O标记CO2，观察光合作用吸收的CO2中O元素的去向D．3H标记胸腺嘧啶，证明通过转录过程合成RNA5．下列有关实验的叙述，正确的是A．将花生子叶细胞直接放在显微镜下观察，能见到多个橘黄色的脂肪颗粒B．纸层析法分离叶绿体色素，在滤纸条上扩散速度最慢的是叶绿素bC．探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘-碘化钾溶液作鉴定试剂D．观察植物细胞的质壁分离与复原，洋葱根尖分生区的细胞是实验的最佳材料6.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解不正确的是A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.该植物在10—45℃范围内能够生长C.通过测量总光合速率和呼吸速率计算得出净光合速率D.0—25℃范围内温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率大7.下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞8.小麦黄化（失绿）是高等植物基因突变导致叶绿素含量下降的现象。科研人员发现某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2的酶活性显著高于野生型。右图所示两条曲线分别为两种类型水稻在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列叙述不正确．．．的是A.曲线A和B与纵坐标轴的交点相同代表呼吸速率相同B.曲线B表示突变型，其光饱和点对应的光照强度较低C.在P点处突变型和野生型水稻的真（总）光合速率一定相同D.低于P点时，限制突变型小麦光合速率的主要环境因素是光照强度9.铁皮石斛为我国传统名贵中药材，研究人员对它的栽培条件进行了相关研究，实验结果如下。（1）该实验研究了对铁皮石斛光合作用的影响。（2）据表分析，铁皮石斛在条件下的生长状况最好。请绘出在此含水量条件下，铁皮石斛产量与光照强度关系的柱状图。（3）在低光照情况下，由于阶段产生的少，导致铁皮石斛的产量较低。（4）进一步研究发现，在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高，表明植株可以通过积累可溶性糖，这是植株的一种保护性反应。（5）为保证铁皮石斛的产量，请提出在强光条件下的栽培建议：。答案：（1）光照强度和基质含水量（2）L2W2柱状图。注：纵轴标注、单位、刻度均正确得1分；正确绘制L1W2、L2W2、L3W2条件下三组干重柱状图得1分。（3）光反应ATP和[H]（4）从而提高细胞的渗透调节能力（5）将基质含水量控制在70%左右10．科研人员对猕猴桃果肉的光合放氧特性进行了研究。图1为光合放氧测定装置示意图，图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题：（1）取果肉薄片放入含乙醇的试管，并加入适量_____________，以防止叶绿素被破坏。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色，原因是_____________。（2）图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是_____________。设置水浴室的目的是。（3）图1中影响光合放氧速率的因素有_____________。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度，测定前应排除反应液中_____________的干扰。（4）对图2中15~20min时反应液中氧气浓度几乎不变的合理解释是_________；若在20min后停止光照，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有__________（填序号：①C5化合物②ATP③[H]④C3化合物），推测20~25min时曲线的变化趋势是。答案：（1）CaCO3光合色素溶解在乙醇中（2）提供CO2控制反应温度（3）光照、温度、CO2（NaHCO3）浓度溶解氧（4）光合产氧量与呼吸耗氧量相等①②③下降11.增施C02是提高温室植物产量的主要措施之一。但有人发现，随着增施C02时间的延长，植物光合作用逐渐减弱。力探究其原因，研究者以黄瓜为材料进行实验，结果如下图。（1）C02进入叶绿体，被位于的Rubisco酶催化，与化合物结合而被固定。（2）由图可知，常温+C02处理组在超过29天后，净光合速率开始下降，直至低于常温处理组。此阶段，常温+C02组淀粉含量与光合速率的变化趋势，据此推测光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。叶绿体中淀粉的积累一方面会导致膜结构被破坏而影响光反应。另一方面有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的等含氮化合物合成不足，进而抑制了光合作用。（3）由图可知，在增施C02情况下，适当升高温度可以光合作用速率。有人认为，这是由于升髙温度促进了淀粉分解为可溶性糖，减弱了淀粉大量积累对光合作用的抑制。图中支持该假设的证据是。（4）请根据本研究的结果，对解决“长时间增施C02抑制光合作用”这一问题，提出两项合理化建议：。答案：（1）叶绿体基质C5（2）相反类囊体酶（答其他具体和光合作用有关的含氮化合物如ATP、NADPH等亦可）（3）提高（促进/加速）高温+C02组淀粉含量一直低于常温+CO2组，可溶性糖相反（2分）（4）（2分）单独增施C02时间不宜超过30天；增施CO2的同时合理补充氮肥；增施C02时适当提高温度12.气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸（ABA）可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20〜200mnol/L之间，液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达lmmol/L。（注：每个保卫细胞同吋存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径）（1）由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活上的Ca2+通道，使Ca2+以方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞（填“吸水”或“失水”），气孔关闭。（2）有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体位置，研究者进行了下列实验，请完善实验方案。实验一实验二步骤一培养叶片下表皮组织培养叶片下表皮组织步骤二向培养液中添加同位素标记的ABA向保卫细胞内直接注射足以引起气孔关闭的一定浓度ABA步骤三检测检测气孔开放程度实验结果细胞膜表面放射性明显强于细胞内，气孔关闭气孔不关闭（3）据实验一、二推测ABA受体只位于细胞膜上，但有人认为直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的“笼化ABA”，光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA”则不能。实验三Ⅰ组Ⅱ组步骤一培养叶片下表皮组织步骤二将i显微注射入保卫细胞内将ii显微注射入保卫细胞内步骤三用iii照射保卫细胞30s步骤四检测气孔开放程度实验结果气孔关闭气孔不关闭综合实验一、二、三结果表明，ABA受体位于。（4）植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂一S1P（如图所示）。为检验“S1P通过G蛋白起作用”的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订。答案：（1）细胞膜和液泡膜（答全给分）协助扩散（易化扩散）失水（2）放射性的强度位置及气孔是否关闭（开放程度）（3）i光解性“笼化ABA”ii非光解性“笼化ABA”iii紫外线细胞膜上和细胞内（答全给分）（4）（3分）该实验存在两处缺陷。第一，不应该用ABA，应该用S1P处理拟南芥保卫细胞。第二，补充一组对正常拟南芥同样（用S1P处理）处理的对照实验。13．铁皮石斛为药用草本植物，喜生活在阴湿环境。图1为叶肉细胞内光合作用的光反应过程；图2为某科研小组测定其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率，请回答问题：图1图2（1）据图1分析可知，铁皮石斛叶肉细胞通过____________上的色素吸收光能，将水分解，最终产生O2和物质A,同时将光能转化为化学能储存在ATP中，其中物质A是___________。图2图10.01.02.03.0叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素光合色素含量（μg/107细胞）自养培养兼养培养00.30.60.91.21.512345678910细胞密度（×105细胞/mL）时间/天兼养培养自养培养异养培养（2）据图2分析，铁皮石斛不同于一般植物的特点是______________________。研究发现铁皮石斛细胞中酸性物质在暗处上升，光照时下降，推测CO2可能在暗处转化为__________储存起来，光照时________________。但是在暗处，铁皮石斛细胞不能将CO2转化为糖类等有机物，原因是________________________________。（3）科研人员进一步研究发现铁皮石斛在暗处气孔开放程度大于光下，据此推测，铁皮石斛生活在阴湿环境中在光下吸收CO2不足，而在暗处_________________________________，进而提高光合速率。答案：（1）叶绿体的类囊体薄膜[H](NADPH)（2）在暗处依然吸收CO2酸性物质释放出来暗处没有光反应提供的ATP和[H]（3）吸收CO2并储存起来，为光下进行光合作用提供充足的CO214.小球藻是一类广泛分布于淡水和海水中的单细胞绿藻，实验研究了外加葡萄糖对其光合色素含量及细胞生长的影响。（1）小球藻同化作用类型为_________，因为其能够进行_________。（2）研究者分别对小球藻进行异养培养（黑暗条件，加足量葡萄糖）、兼养培养（照光条件，加足量葡萄糖）和自养培养（照光条件，不加葡萄糖），结果如图1、图2所示。①光合色素具有_________、传递和转化光能的作用，分析图1结果可知，添加葡萄糖对小球藻细胞的_________含量有显著影响。②图2结果显示，_______培养条件下小球藻细胞生长速率最快，主要原因为______。③异养培养的小球藻大量死亡，依据_________实验结果比较分析，推测小球藻大量死亡的原因是：_________。答案：（1）自养型光合作用（2）①吸收叶绿素a和叶绿素b②兼养光合作用与外源葡萄糖的利用可以同时进行（有光条件下，小球藻更能有效利用外源葡萄糖）③异养培养组和兼养培养组在黑暗条件下小球藻不能有效利用外源葡萄糖15.在农业生产中，高温胁迫会对黄瓜栽培造成一定的危