(一)磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构(见图1)。在有光条件下,磷酸转运器将卡尔文循环产生的磷酸丙糖不断运至细胞质用于蔗糖合成,同时将释放的Pi运至叶绿体基质(Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输严格按照1:1的反向交换方式进行)。
(1)光合作用光反应产生的________可以被暗反应所利用,将物质C转化为磷酸丙糖。图1中物质C的名称是____________。
(2)据图推测,磷酸转运器的化学本质是__________。
(3)图中B是由 (物质)产生的。
(4)据图分析,下列描述正确的是______(多选)。
A.磷酸丙糖既可以用于合成蔗糖也可以用于合成淀粉 |
B.若磷酸转运器的活性受抑制,则经此转运器转运进叶绿体的磷酸会减少 |
C.若合成磷酸丙糖的速率超过Pi转运进叶绿体的速率,则不利于淀粉的合成 |
D.若磷酸丙糖运出过少,可能会抑制暗反应 |
(二)将小麦绿色叶片放在温度适宜的密闭容器内,测量在不同的光照条件下容器内氧气量的变化,结果如图2。
(5)B点时,叶片的光合作用速率___ __(填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率。A点以后的短时间内,叶片细胞内C3的量将______。
(6)在5~15 min内,该容器内氧气量增加的速率逐渐减小,这是因为_____________。
(7)如果叶片的呼吸速率始终不变,则在5~15 min内,小麦叶片光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是______________mol/min。
(8)请写出有氧呼吸作用反应的总方程式: 。
香蕉是一种热带水果,成熟的果实不易保鲜、不耐贮藏。因此香蕉一般在未成熟时采摘,此时果皮青绿、果肉硬实、甜度小。随放置时间的延长,淀粉逐渐转变成还原性糖,果肉逐渐变软、甜度增加,果实逐渐成熟。
(1)检测香蕉中的还原性糖可用 试剂,观察此实验结果中的 可以推测香蕉的成熟程度。
(2)下图是采摘后的香蕉在果实成熟过程中,呼吸速率和乙烯(C2H4)含量的变化。
①植物激素(如乙烯)是植物生命活动中起 作用的微量高效的有机物。
②采摘后的香蕉,其细胞呼吸速率在第 天之间达到最大。
(3)根据上图推测,乙烯通过 促进香蕉果实的成熟。
(4)有人要验证上述推测,利用一种乙烯抑制剂设计了下面的实验:
①将采摘后的香蕉均分为两组,实验组需要在采摘后的第 天之前用乙烯抑制剂进行熏蒸处理,对照组 。
②检测两组香蕉的 _____,如果实验组 ,则支持上述推测。
拟南芥由于其植株小、结实多、生命周期短、基因组简单、遗传操作简便,近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。据图回答下列问题:
(1)甲图中的H2O、CO2消耗的场所分别是 、 。乙图中CO2产生于第 阶段(填图中序号)。
(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,乙图特有的步骤是 (填序号),马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是 。
(3)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2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
①图中显示,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量集中在0.2~0.6μmol•m-2•s-1范围内,在300s时CO2
达到2.2μmol•m-2•s-1。由此得出,叶片的真正光合速率大约是 μmol CO2•m-2•s-1。
②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行探究。
为研究铁皮石斛的光合特性,研究人员测定了铁皮石斛在光、暗条件下的CO2吸收速率,结果如下图。
(1)在有光条件下,铁皮石斛吸收的CO2在_______中被固定的产物为_______。
(2)虽然黑暗条件下,铁皮石斛通过_______产生并释放CO2,但实验结果显示,暗期铁皮石斛CO2吸收总量始终_______,这不同于一般植物。
(3)科研人员进一步测定了铁皮石斛中酸性物质的含量变化,结果发现,酸性物质在暗期上升,光期下降,推测CO2能够在暗期转化为_______储存起来,在光期_______。但是在暗期,并不能将CO2转化为糖类等光合产物,原因是_______。
为了研究两个新品种P1、P2幼苗的光合作用特性, 研究人员分别测定了两个新品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量, 结果如下图所示。请回答:
(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片, 在光照强度、CO2浓度 的实验条件下, 测得的单位时间、单位叶面积 的吸收量。
(2)光合作用过程中,CO2先与 (写出具体名称)结合生成三碳酸分子,三碳酸分子接受来至NADPH中的 和ATP中的 被还原成三碳糖分子。
(3)由图2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 含量较高,可以产生更多的NADPH和ATP;另一方面是其 含量较高, 含有更多的参与光合作用的酶。
(4)栽培以后, P2植株的干重也显著大于对照,但籽实的产量并不高, 最可能的生理原因是 。
取生长旺盛的绿叶,用直径为1cm打孔器打出小圆片若干(注意避开大叶脉),抽出小叶圆片内的气体,并在黑暗处用清水处理使小叶圆片细胞间隙充满水,然后平均分装到盛有等量的不同浓度的富含CO2溶液的小烧杯中,置于光温恒定且适宜的条件下,测得各组小叶圆片上浮至液面所需平均时间,将记录结果绘制成曲线如图1。
(1)与a浓度相比,b浓度时小叶圆片叶肉细胞的类囊体薄膜上[H]的生成速率_______ (填“快”、“相等”或“慢”),此时小圆片的叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有____________。
(2)当CO2浓度大于c时,随着CO2浓度的增大,小叶圆片中有机物的积累速率________ (填“加快”、“不变”、或“减慢”)。
(3)另取若干相同的小叶圆片分别置于溶液CO2浓度为a的小烧杯中,选用40W的台灯作为光源,通过改变光源与小烧杯之间的距离进行实验(实验温度保持相同且适宜),根据实验结果绘制成图2曲线(X1>0)。
①该实验的目的是_____________。
②限制B点净光合速率的主要外界因素是_________,C点的含义是________时光源与小烧杯之间的距离。
成熟的植物细胞具有中央大液泡,可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。如图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题:
(1)由图甲漏斗液面上升可知,实验初始时c两侧浓度大小是a b(“>”或“<”或“=”)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在 (“增大”或“减小”),最终液面不再上升,当液面不再上升时,c两侧浓度大小是a b(“>”或“<”或“=”)。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是 (填序号),结构②中充满的液体是 。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是 。
A.细胞液>外界溶液 | B.细胞液<外界溶液 |
C.细胞液=外界溶液 | D.都有可能 |
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中,发现细胞液泡体积增大说明细胞在渗透吸水,细胞能否无限吸水? ,原因是 。
保卫细胞的吸水膨胀、失水收缩引起气孔开闭。某同学认为气孔的开闭不仅与水分运输有关,可能还与光合作用等有关。为了探究影响气孔开闭的因素,研究者预实验的分组和实验结果如下:
(1)实验分组:甲组:蚕豆叶片+l00mLpH为7的KCI溶液+太阳光照
乙组:蚕豆叶片十l00mLpH为7的KCI溶液十黑暗处理
丙组:蚕豆叶片十100mLpH为4.5的KCI溶液+太阳光照
丁组:蚕豆叶片十l00mLpH为7的NaCI溶液+太阳光照
每组设置若干个重复样品。
(2)制片观察每组烧杯中叶片的下表皮的气孔开闭情况,结果记录如下表:
(l)该预实验的自变量为____________(写全得分)。
(2)与气孔的开闭调节过程密切相关的细胞器有______________(写出两个得分)。
(3)若单纯考虑离子种类对实验结果的影响,为进一步探究Na+和Ca2+对豌豆叶片气孔开放的复合影响,请补充设计思路。
①在上面实验的基础上,再取三个烧杯编号,分别加入__________、__________和蒸馏水。
②在__________处理的同一蚕豆叶上撕取下表皮若干,分别置于上述三个烧杯中。
③将烧杯置于适宜光照和pH条件下照光4h左右。
④____________,记录并统计实验结果。
(1)当其他条件均最适宜时,玉米在不同温度和光强度条件下的光合速率如下图所示,光合速率以干重增加速率(mg/单位面积·h)表示。请回答下列问题:
①25℃条件下,1klx光强度时叶肉细胞中产生ATP的场所是 ,5klx光强度时的真正光合速率 (大于、等于、小于)P点代表的真正光合速率。
②15℃条件下,若将CO2浓度降低为大气中CO2浓度值,则叶绿体中NADPH合成速率将会 (变大、不变、变小),P点向 方向移动。
(2)由于环境污染的日益加剧,全球气候变幻无常,多地遭受大旱,培育抗旱农作物也非常有必要,玉米的抗旱和不抗旱是一对相对性状。某科研小组对玉米(属于风媒花类型)实验田调查发现抗旱品种所占比例为84%,该玉米品种留种,第二年种植后发现有性状分离现象。请回答以下问题:
①科研人员第三年在原种圃内选择100~200株生长良好的抗旱植株___________,这样做的目的是提高________的比例,如此重复连续多代可培育出优良的遗传性稳定的抗旱玉米品种。
②造成玉米减产的另一重要是其易受棉铃虫危害,科学家利用 技术向玉米中转入了苏云金芽孢杆菌Bt晶体毒素蛋白基因,通过组织培养培育出了抗虫玉米。
③如果要将上述两种已分别纯化的玉米培育既抗旱又抗虫的纯合玉米新品种(两对基因分别位于两对染色体上),请选择亲本并写出杂交育种过程(抗旱和不抗旱性状可用T、t表示;抗虫和非抗虫性状由B、b表示)。
I下列图示中,甲表示植物光合作用强度与光照强度之间的关系;乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程;图丙表示在种植有植物的密闭玻璃温室中,二氧化碳浓度随光照强度变化而变化的情况;丁表示在最适温度下,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系。
(1)图甲中叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是 。
(2)图乙中Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第 阶段;Ⅱ进行的场所是 。
(3)从图丙曲线变化分析,图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为 。
(4)图丁中,如果温度上升5℃,b点将向 (填“上”“下”“左”“右”)方移动。
II在科学研究中常用呼吸商(RQ)表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同和氧气供应状态的一种指标。呼吸商(RQ)=释放CO2体积或摩尔数/吸收O2体积或摩尔数。不同底物在完全氧化时的RQ不同,糖类为1;脂质分子为0.7~0.8;有机酸大于1。同种呼吸底物、不同的供氧浓度具有不同的RQ。
(1)如实验结果经校正后,某底物呼吸记录数值如下表。请分析回答:
当 O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸商为 ,其数值不同于O2浓度为25%时的原因是:氧气浓度为3%时,酵母菌的呼吸方式为 ,表中显示,从O2浓度为 %起,酵母菌只进行有氧呼吸。
为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响,将某植物在黑暗中放置一段时间,耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片,平均分成8组,实验处理如表所示,一段时间后,检测叶片中有无淀粉,结果如表,(不考虑无氧呼吸)
编号 |
组1 |
组2 |
组3 |
组4 |
组5 |
组6 |
组7 |
组8 |
处理 |
葡萄糖溶液浸泡 溶液中通入空气 |
葡萄糖溶液浸泡 溶液中通入CO2和N2 |
蒸馏水浸泡 水中通入空气 |
蒸馏水浸泡 水中通入CO2和N2 |
||||
光照 |
黑暗 |
光照 |
黑暗 |
光照 |
黑暗 |
光照 |
黑暗 |
|
检测结果 |
有淀粉 |
有淀粉 |
有淀粉 |
无淀粉 |
有淀粉 |
无淀粉 |
有淀粉 |
无淀粉 |
回答问题:
(1)实验处理中,组5叶片产生[H]的细胞器是____________,组2叶片产生ATP的细胞器是____________。
(2)在黑暗条件下,叶片能进行有氧呼吸的组别是____________。
(3)组2叶片中合成淀粉的原料是____________,直接能源物质是____________;与组2相比,组4叶片无淀粉的原因是_________________。
(4)组7合成淀粉的原料是____________,直接能源物质是通过____________过程合成;如果组7的蒸馏水中只通入N2,预期实验结果是叶片中____________(有、无)淀粉。
下图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放总量与O2浓度之
间的关系。
请据图回答'下列问题:
(1)Q点时CO2产生的场所是 ,O2浓度≥10%,CO2产生的场所是____。
(2)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是 。
(3)若图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸强度 (填“大于”、“等于”或 “小于”)无氧呼吸。
(4)根据图中曲线,说明晒干的粮食贮存在低氧条件下能延长贮存时间的原因____。
(5)若将实验材料换为等量花生种子,在只进行有氧呼吸时O2的吸收量将____(填“增加”、“不变”或“减少”)。
回答下列与细胞有关的实验问题。
(一)下列4项实验中,需保持细胞生理活性的有 (填序号)。
①用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动
②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布
③探究酵母菌细胞呼吸的方式
④观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(二)按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一:在洁净的载玻片中央加一滴清水,取一片藓类小叶,盖上盖玻片。
步骤二: 。这样重复几次,使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。
步骤三:在显微镜下观察,结果如图所示。
(1)请在横线上填写出步骤二的操作方法。
(2)用显微镜观察标本时,正确的操作顺序是
①把装片放在载物台上,使标本位于低倍镜的正下方
②眼睛从侧面注视物镜,转动粗准焦螺旋使镜筒下降至离标本0.5cm处
③转动转换器,使低倍物镜对准通光孔
④调节反光镜,使视野明亮
⑤注视目镜,同时转动粗准焦螺旋使镜筒上升,直到看清物像
⑥转动转换器使高倍物镜对准通光孔
⑦调节细准焦螺旋,直到物像清晰
⑧将要观察的物像移动到视野正中央
A.①③②④⑤⑦⑧⑥ B.③④①②⑤⑧⑥⑦
C.④③①⑦②⑥⑤⑧ D.①②③④⑦⑥⑤⑧
(3)选择蔗糖作质壁分离试剂的原因是( )
A.糖是生物体的重要组成物质 B.糖是生命活动的主要能源物质
C.蔗糖分子能溶于水而透过细胞壁 D.蔗糖分子溶于水而不能透过半透膜
(4)如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3g/mL的蔗糖溶液,则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是 、 。
(5)如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片,放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后,如果A处呈绿色,可能的原是 。
(三)下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中,叙述正确的是(多选)( )
A.用无水乙醇提取色素是因为四种色素均溶于有机溶剂中
B.叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同
C.实验中要注意不能让层析液没及滤液细线,是为避免色素迅速扩散进入层析液中
D.将叶绿体色素提取液装入试管,让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散,光谱的颜色明显减弱的是绿光
E.提取的叶绿素溶液,给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用
如图l表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程,①﹣⑦代表各种物质,甲、乙代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO2释放量随光照强度变化的曲线,S代表有机物量.据图回答下列问题:
(1)图1中,甲、乙两种细胞器的膜面积都很大,其中甲增加膜面积主要是通过 ,乙增加膜面积主要是通过 。
(2)若该绿色植物长时间处于黑暗状态中,则图1中“⑥→⑤→⑥”的循环能否进行? ,原因是 。
(3)若已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,图2为CO2浓度一定,环境温度为25℃时不同光照条件下测得的该植物的光合作用强度.
①图2中的A点时,图1中能产生ATP的细胞器有 ;当光照强度处于图2中O﹣D间,光合作用有机物的净积累量为 (用图中符号表示),光合作用合成的有机物的量为 (用图中符号表示)。
②当光照强度处于图2中的D点时,图1中“物质⑦”的去向是扩散到乙和 ,D点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是 .
③请在图2中用虚线绘出环境温度为30℃时,光合作用强度随光照强度的变化曲线。
(要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置)
请回答下列有关小麦细胞代谢的相关问题:
(1)图甲曲线中,当光照强度为a点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有 。
当光照强度为600 lx时,光合作用过程中二氧化碳的同化总量为 umol/(m2.s),当光照强度 (大于、小于、等于)200lx时,细胞会表现出乙图细胞的生理状态。大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为甲图中的_________(a、b、c、d)点最为理想。
(2)图丙表示某小麦的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,在图丙a、b、c、d四种浓度中,最适合该器官储藏的氧浓度是 ;若细胞呼吸的底物是葡萄糖,则在氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的 倍。
(3)若将小麦放在特定的实验装置内研究温度对其光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以植物对CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。
温度(℃) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
光照下吸收CO2(mg/h) |
1.00 |
1.75 |
2.50 |
3.20 |
3.75 |
3.50 |
3.00 |
黑暗中释放CO2(mg/h) |
0.50 |
0.75 |
1.00 |
1.50 |
2.25 |
3.00 |
3.50 |
则昼夜不停地给予光照,该小麦生长的最适宜温度是_________℃;每天交替进行12 h光照、12 h黑暗,温度均保持在30℃的条件下,该植物能否生长? ,为什么? 。