某兴趣小组的同学为研究光合作用和呼吸作用,取同种植物形态、大小、生长发育状况相同的四张叶片设计了一组实验如下图。烧杯中的营养液保证叶片所需的水与矿质元素的正常供应,气体量的变化可以通过观察有色液滴的位置进行判断。请回答下列问题:
(1)该组实验中叶肉细胞内合成ATP的场所或细胞器有 个,叶绿体中含光合色素的结构称为 ,含量最高的色素为 。
(2)该组实验应当考虑气体在水中的溶解与外界气压的变化和蒸腾作用产生的系统误差,因此每组均需要设置对照组,对照组应为 。
(3)设置对照组后发现系统误差可以忽略。适宜的光照下,装置A中有色液滴的移动情况是 ,短时间内装置B中有色液滴的移动情况是 。原因是 。装置C中有色液滴的移动情况会随着光照条件的变化而变化,适宜光照条件下,装置C中有色液滴的移动情况是 。此时突然将C装置从光下移动到黑暗处,极短时间内叶肉细胞中的C3物质含量变化是__________,C5物质含量变化是__________。当装置C中有色液滴不移动时,叶片的光合作用速率 呼吸作用速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。要测定叶片细胞呼吸的强度最好选择装置________(填字母)。
图1表示利用高粱和小麦在适宜的温度、光照强度下进行的有关实验,图2表示小麦在最适宜的光照强度、C02浓度等条件下测得的温度与光合速率、呼吸速率的关系曲线.图3是某绿色植物细胞内生命活动示意图,其中1、2、3、4、5表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质.请分析并回答下列问题:(图中的数据取整数)
(1)从图1中可知,影响光合速率的因素有 .如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中,保持题干中的条件和21%的02体积浓度环境,一段时间后, 幼苗先死亡.
(2)图2中的A点表示 ,图2中测得该植物光合速率最大值为(用单位时间内CO2的总吸收量表示) mg/单位面积•h,当温度达到 时,该植物不再进行光合作用.
(3)如图2所示小麦在30℃条件下光照12小时,20℃条件下黑暗8小时,有机物(葡萄糖)的积累量为 mg.
(4)图3中在生物膜上发生的生理过程有 (用图中数字表示),A表示 ,D表示 .写出有氧呼吸反应式 .
为探究不同波长的光和CO2浓度对大豆幼苗光合作用的影响,某研究小组用3个40W的白色灯管做光源,通过简单遮光(如外罩透光良好的红色黄色塑料薄膜让其中两个分别只发出红色光和黄色光),设置不同CO2浓度,培养试管苗.一段时间后,测定试管苗的净光合速率,结果如图所示.请分析回答:
(1)若培养过程中大豆幼苗的呼吸速率稳定,由图可知,当CO2浓度为_______、____光培养时,其呼吸作用释放的CO2量与光合作用吸收的CO2量相等。
(2)图示表明,相同CO2浓度条件下,用不同颜色的光培养时,大豆幼苗的光合速率不同,若忽略光强大小的差异,其原因是________________________;据图可知,大棚种植大豆时,应选用____色塑料薄膜搭建顶棚。
(3)据图可知,黄光培养时,大豆幼苗与外界CO2的交换情况表现为________;大豆幼苗吸收的CO2在叶绿体的________处被还原为葡萄糖,该过程所需来源于________。
(4)欲探究黄光培养时大豆幼苗的叶绿素含量是否发生改变,请完善以下实验思路:
①分别取等量黄光和________培养条件下的试管苗叶片;
②________________________;
③比较两种滤纸条上的____________________,确定二者叶绿素含量有无差异。
植物叶肉细胞光合作用的暗反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请回答:
(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内________和磷脂的组分。
(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于吸能反应,能量直接由ATP和_______提供。
(3)若蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的_________数量减少,使三碳糖磷酸大量积累于_________中,也导致了光反应产物的下降,卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于_________。此时过多的三碳糖磷酸将用于___________,以维持卡尔文循环运行。
(4)从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片,见下图,称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析(温度保持不变,各时段呼吸速率相同)。
①(y-x)g可代表__________________。
A.呼吸作用消耗的养料 |
B.蒸腾作用散失的水分 |
C.光合作用中有机物的积累量 |
D.光合作用中有机物的制造量 |
②如果从上午10时到下午4时这段时间里,温度不变,呼吸作用速率不变(与下午4时至晚上10时呼吸速率相同),则这段时间里制造的有机物为_________ g。
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。
某科研小组以水稻为研究对象,在盆栽条件下,利用人工气候室、CO2测定仪等进行了甲、乙两个实验研究工作,结果如甲、乙图所示。丙图为某成员绘制的水稻叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程,请据图分析回答:
(1)据甲图结果可知,甲实验的目的是探究____________________对水稻光合速率的影响。
(2)科研小组进行甲实验中测定光合速率时每天选定在8:30~11:30这一时间段是为了控制__________________等无关变量。
(3)利用该装置研究温度对植物呼吸作用的影响时,实验需要在保证施氮量相同及__________ 等条件下进行。
(4)乙图中M点表示的生物学意义是________________________________。在M点时,可以发生丙图中的哪些过程?___________ (用丙图中字母表示)。在40℃~60℃范围内,随温度上升,呼吸作用和光合作用的变化速率不同,其主要原因是_____________________。
(5)分析上述实验,若想更有效地提高作物的产量,可以采取的措施是_________(回答出两项即可)。
下图甲在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液,试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下,测得的气体体积变化如图乙所示。
(1)10klx光照强度时,叶肉细胞中产生ATP的场所是 ,在叶绿体中ATP和NADPH的转移途径是 。此时,限制光合作用的主要环境因素是 。
(2)若此时图甲植物光照强度为5 klx,则1 h光合作用产生的气体量为 mL。若此状态下植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.7(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值),那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外,还需从外界吸收 mL CO2。
下图表示某绿色植物细胞内部分代谢活动的相互关系,请据图回答下列问题:
(1)图一中,①过程进行的场所是 ,③过程进行的场所是 。图一中所示的[H]用于 (具体生理作用)。 ①~④过程中,能为该细胞合成蛋白质供能的过程是 。
(2)图二表示棉田内,棉叶在一天内吸收二氧化碳变化情况,如果C、F时间所合成的葡萄糖速率相等,均为36mg/dm2·h,则A、C、F三点的呼吸强度的比较结果是 。其中C点时的呼吸强度为 mgCO2/dm2·h 。
(3)图三表示一昼夜(0时至24时)在一个种植有番茄植株的密闭容器内O2相对含量的变化,据图分析:
①番茄植株光合作用释放O2的速率和呼吸作用消耗O2的速率相等的点是 。
②该番茄植株经过一昼夜后,是否积累了有机物 ,并说明理由 。
下图是用于测量生物吸收氧气量的实验装置。分别以20粒萌发的大豆或4条蚯蚓为材料,每隔10分钟记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,记录如下表所示。
生物材料 |
时间 |
|||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
记录有色液滴的移动距离(mm) |
||||||
萌发的大豆 |
0 |
8 |
16 |
23 |
29 |
34 |
蚯蚓 |
0 |
4 |
8 |
11 |
13.5 |
15.5 |
(1)装置图中浓氢氧化钠的作用是 。
(2)进行种子萌发实验时,有色液体向 移动,移动的最大速率是 mm/min。
(3)动物呼吸和种子萌发实验都表明,在一段时间后,有色液滴移动的速度逐渐减缓。这是因为: 。
(4)仓库在保存种子的时候,选择适宜的环境条件及目的是( )
A.干燥、高温,降低光合作用 B.干燥、低温,抑制呼吸作用
C.潮湿、高温、降低蒸腾作用 D.潮湿、低温,促进呼吸作用
呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2为测定消过毒的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。请分析回答下列问题。
(1)图1中A、D、E所代表的物质分别是________、_______、________。
(2)图1中能生成大量ATP的过程是________(填序号)。
(3)图1中有氧呼吸与无氧呼吸完全相同的阶段是______(填序号),进行的场所________。
(4)图1中 发生在线粒体的过程是_______(填序号)
(5)干重相同的花生和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为花生种子_______(“大”、“等”或“小”)于小麦种子。
(6)图2所示实验乙中,KOH溶液中作用_________________。
(7)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25 ℃下经10 min观察墨滴的移动情况,若发现甲装置中墨滴不移动,乙装置中墨滴左移,则10 min内小麦种子中发生图1中的________(填序号)过程;若发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10 min内小麦种子中发生图1中的________(填序号)过程。
酵母菌是一类单细胞真菌.右图是其亚显微结构示意图。据图回答:
(1)与大肠杆菌细胞相比。其结构上最大的区别是酵母菌具有 。
(2)酵母菌在无氧条件下,呼吸作用进行的场所是 (填序号);在有氧条件下,呼吸作用进行的场所是 (填序号)。
(3)酵母菌无氧呼吸的产物可以通过 (方式运输到细胞外。
(4)图中含RNA的细胞器 (填序号)。
回答下列Ⅰ、Ⅱ小题。
I.(1)海洋中的藻类植物,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布依次是 浅、中、深,这与光能的捕获有关,不同颜色的藻类吸收不同波长的光,藻类本身的颜色是它们 的光,到达深水层的光线主要是 (红橙光/蓝紫光)。
(2)某兴趣小组发现沙尘天气影响番茄生长,分析认为:首先,沙尘天气直接影响叶绿体中的 (产物)产生,其次沙尘堵塞番茄叶气孔,进而影响光合作用的 反应阶段。
(3)为了探究长期沙尘天气环境下,番茄如何增强其适应能力,兴趣小组将等量的生长状况良好的番茄植株分别置于正常天气和人造沙尘天气,(水分、光照强度、温度和CO2浓度等条件相同且适宜)的密闭环境中培养,过了一段时间,观察到沙尘环境下番茄植株叶片的颜色呈墨绿色(比正常天气下的叶片颜色深),你认为番茄通过 来增强对沙尘天气的适应能力,用 法分离两种环境中叶片的光合色素,通过比较两条滤纸条 来证明你的观点。
II(4)兴趣小组进一步在实验室其他条件相同且适宜的情况下,测定不同温度对番茄叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结果如图2,据图分析,番茄最适生长温度是 ℃左右,在此温度下,每lm2叶面积上每分钟光合作用制造的葡萄糖是 μmol。
油料植物的种子中脂肪含盘为种子千重的70%。为探究该植物种子萌发过程中于重及脂肪含最的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含公和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11d时减少了90%,干重变化如图所示。回答下列问题:
(1)为了观察胚乳中的脂肪,常用____________染液对种子胚乳切片染色,然后在显微镜下观察,可见_____________色的脂肪颗粒.
(2)实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是___________(填"C "、“N”或“O”)。
(3)实验第11d后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件是____________和___________。
下图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具:保温桶(500mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,这是控制实验的 变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤:
(4)实验预期:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是: (用“<、=、>”表示),则假设成立。
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,对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如下图。检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(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物 中。
(3)当NaCl浓度在200-250 mmol/L时净光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净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 。