1、1.(2012四川理综节选)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体,该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答:(1)提取水稻突变体的光合色素,应在研磨叶片时加入,以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素,缺失的色素带应位于滤纸条的。(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时,与野生型相比,突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率。当光照强度为m时,测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大,据此推测,突变体固定CO2形成的速率更快,对光反应产生的消耗也更快,进而提高了光合放氧速率。(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变,将无法进行光合
2、作用,其原因是 。解析:本题主要考查叶绿体色素的提取、分离、色素作用等有关知识。(1)叶绿体色素的提取和分离实验中,研磨叶片时加入碳酸钙可防止色素被破坏。纸层析法分离色素得到的色素带自上而下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故突变体缺失的色素带位于滤纸条最下端。(2)叶绿体产氧速率=净产氧速率+呼吸速率。光强为n时,突变体与野生型水稻净产氧速率相等,但突变体呼吸速率较大,故突变体单位叶片中叶绿体产氧速率较大。光强为m时,突变体叶片气孔开放程度更大,吸收、固定CO2速率更高,故C3产生速率及其被还原过程中的、ATP的消耗速率也较大。(3)因只有少数特殊状态下的叶绿素a可完成光能转换,故叶绿
3、素a缺失突变体将无法进行光合作用。答案:(1)CaCO3最下端(2)较大C3、ATP(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换2.(2013莆田一中模拟)夏季晴朗无云的某天,某种C3植物光合作用强度变化曲线如图所示。请回答下列问题:(1)该植物一天中有机物积累最多的时刻是。(2)在12:00左右出现光合作用强度“低谷”,此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多。请比较图中B、C两个点对应的时刻,时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,时刻叶肉细胞叶绿体中C5的含量相对较大。(3)研究发现,在其他环境因子相对稳定时,植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素。请据此推测图中C、D两个点对应的时刻中,时刻根
4、系部位土壤溶液的浓度较高。解析:(1)植物体内有机物积累的条件是光合强度大于呼吸强度,即CO2吸收速率大于0,图中5:3019:30,CO2吸收速率均大于0,故一天中积累有机物最多的时刻应是E点,即19:30。(2)B点气孔开放程度大,数量多,则该点叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高,而C点部分气孔关闭,CO2吸收量少,因此C5的消耗量少,该时刻叶肉细胞中C5的含量相对较大。(3)据图分析C点CO2吸收速率小于D点,说明该点气孔关闭程度大,植物根系部位土壤相对缺水,根系部位土壤溶液浓度较高。答案:(1)19:30(或E)(2)B点(或10:00)C点(或12:00)(3)C点(或12:00)3.
5、(2013福建普高质检)为探究KHCO3对水稻四叶龄幼苗光合作用的影响,称取3 g四叶龄水稻叶片,均分为两份,分别做如下实验。(实验中使用的氧电极可测量溶液中O2变化的速率)实验一:采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体,均分为4组,分别置于不同浓度的KHCO3溶液中,在适宜光照、20 恒温条件下,分别用氧电极测定其O2释放速率。实验二:将另一份叶片切成约1.0 mm1.0 mm小块,均分为4组,其他步骤与实验一相同。实验结果如图。请据图回答:(1)在实验的浓度范围内,随着KHCO3溶液浓度的升高,叶绿体、叶切片的O2释放速率均,原因是光合作用所需的增加。(2)在相同KHCO3溶液浓度下,叶切片的
6、O2释放速率(填“大于”、“小于”或“等于”)叶绿体的O2释放速率,原因可能是叶切片光合作用产生的O2一部分被。(3)为探究第(2)题的原因分析是否正确,设计以下实验方案,请补充:称取 g 四叶龄水稻叶片,切成约1.0 mm1.0 mm小块,均分为4组,分别置于0、0.01、0.05、0.1 molL-1的KHCO3溶液中,在条件下,分别用氧电极测定其 。解析:(1)由实验结果的曲线变化特点可以看出,在实验的浓度范围内,随着KHCO3溶液浓度的升高,叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升,原因是光合作用所需的CO2浓度(CO2由KHCO3溶液提供)增加。(2)由曲线图可以看出,在相同KHCO3溶液
7、浓度下,叶切片的O2释放速率小于叶绿体的O2释放速率,原因可能是叶切片光合作用产生的O2一部分被叶肉细胞进行呼吸作用消耗了。(3)要探究第(2)题的原因分析是否正确,可以测定不同大小叶切片的O2消耗速率,即呼吸速率;实验条件是黑暗条件、温度应该与光下温度相同,即20 恒温。答案:(1)上升CO2浓度(2)小于呼吸作用消耗(3)1.5黑暗、20 恒温O2消耗速率(或呼吸速率)4.(2013安徽师范高中联考)如图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,它可调节气孔的开闭。研究人员将该叶片放在内部温度为15 的密闭容器中,研究光照强度与光合速率的关系,结果如图2所示。
8、请回答:(1)在黑暗条件下,保卫细胞中合成ATP的场所有 。(2)从图1中可以看出两个细胞贴近部分的细胞壁较厚,伸缩性较小,外侧部分较薄。图1所示箭头为炎热夏季中午细胞中水分流动的总方向,这时气孔。此时,主要影响叶肉细胞中光合作用的反应。(3)据图2分析,在1 klx的光照条件下,该叶片在5小时内由光合作用产生的O2量约为 mL。(4)其他条件不变,若以CO2吸收量为观测指标,请在图3中画出该植物在密闭容器内CO2吸收量的变化曲线。解析:(1)黑暗条件下,保卫细胞通过细胞呼吸产生ATP,场所为细胞质基质和线粒体。(2)炎热夏季中午,植物会出现午休现象,关闭部分气孔,导致CO2的吸收量减少,影响
9、光合作用的暗反应阶段。(3)图2中A点表示植物呼吸作用吸收O2速率为11.2 mL/h,在1 klx的光照条件下,该植物每小时向环境中释放11.2 mL O2,因此该叶片在此光照条件下,总光合速率=呼吸速率(11.2 mL/h)+净光合速率(11.2 mL/h)=22.4 (mL/h),5小时内产生的O2量为112 mL。(4)光合作用过程中CO2吸收量与O2释放量相等。答案:(1)细胞质基质和线粒体(2)部分关闭暗(3)112(4)如图5.(2013安徽名校联盟高三第二次联考)如图是研究小型哺乳动物小鼠呼吸作用的实验装置,所有的接合处都是密封的,起始时中部的U形管两侧的液面高度相同。(1)实
10、验的最后U形管右侧液面高度变化是,因为小鼠的细胞呼吸 。(2)在玻璃杯的外面裹上脱脂棉的目的是 。(3)有同学将上述装置做如下改变:去掉两玻璃杯外的脱脂棉和内部的橡皮塞,在A玻璃杯内放入一绿色植株幼苗,并在一可变光源照射下,光照强度由0逐渐增加的过程中,植物只进行有氧呼吸情况下,U形管右侧液面高度变化情况是 。解析:本题考查细胞呼吸方式的探究及细胞呼吸过程等知识。(1)细胞呼吸过程中有机物氧化分解释放大量能量,一部分能量储存在ATP中,一部分能量以热能形式散失。玻璃杯A中小鼠细胞呼吸释放热量,使玻璃管A内气体膨胀,X管液面下降,Y管液面上升。(2)玻璃杯外面的脱脂棉作用是减少玻璃杯内热量的散失
11、。(3)去掉脱脂棉和橡皮塞后,玻璃杯A中绿色植株幼苗呼吸作用产生的热能散失掉,不会引起装置气体体积改变;绿色植株幼苗有氧呼吸过程中消耗的氧气的体积与产生的二氧化碳体积相等,也不会引起装置中的气体的体积的变化,故U形管右侧液面高度不变化。答案:(1)上升产生热量使玻璃管A中的空气受热膨胀(2)保温隔热作用,防止环境温度对实验结果的干扰(3)始终不变6.(2014江西南昌三模)研究结果表明,经常吃番茄对抑郁症具有明显的预防作用。番茄红素有抗氧化、抗紫外线、抗突变、抗肿瘤作用,是人体健康的保护神。请回答下列有关问题:(1)无子番茄的培育原理是,其果肉细胞中的染色体数目(填“增加”、“减少”或“不变”
12、)。(2)将一株生长正常的番茄置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是 。(3)如图为番茄某细胞内进行的一些和能量代谢有关的过程示意图,甲戊表示生理过程,ad表示相关物质,请据图回答:乙过程进行的场所是,b表示的物质有。在缺少c的情况下,丙酮酸的去向为 。d从产生到进入相邻细胞中被利用至少要穿过了层生物膜。在条件都适宜的情况下,在过程甲戊中,单位时间内产生的ATP最多。解析:(1)生长素能促进子房发育成果实,我们常用适宜浓度的生长素类似物涂在未受粉的雌蕊柱头上以获得无子果实。生长素类似物并不会使果肉细胞中染色体产生变异,所以果肉细胞中
13、的染色体数目不变。(2)在密闭容器内,番茄在适宜光照条件下培养,开始时光合作用强于呼吸作用,玻璃容器内CO2浓度出现下降,但随着CO2浓度不足反而影响了光合作用,使光合作用减弱,当光合作用强度等于呼吸作用强度时,CO2浓度保持相对稳定。(3)由图可知甲要进行的条件是要有光照,要水参与,可知是光反应,乙会产生葡萄糖,由此可知乙是暗反应,在叶绿体基质中进行;戊是分解葡萄糖产生丙酮酸和,可知它是呼吸作用第一阶段,那么丁和丙依次是有氧呼吸的第二、第三阶段。综合上述b为ADP和Pi,c为O2,缺氧时丙酮酸在番茄细胞中被分解成酒精和CO2;d为CO2,从产生到进入相邻细胞中被利用至少要穿过(2+1+1+2
14、)层生物膜。在条件都适宜的情况下,光合作用强度大于呼吸作用强度,所以甲产生的ATP要多于呼吸作用阶段产生的ATP。答案:(1)生长素促进果实发育不变(2)降低至一定水平时保持相对稳定(3)叶绿体基质ADP和Pi形成酒精和二氧化碳6甲7.(2013广东六校第二次联考)如图甲表示某高等植物一个细胞内的几个生理过程(字母AF表示物质名称),图乙表示该植物光合作用速率随光照强度变化而变化的曲线。请据图回答问题:(1)在图甲的场所中发生的能量变化是 。(2)场所是,场所中的C进入相邻的场所,需穿过层磷脂分子。(3)如果用放射性同位素对B示踪,若只考虑细胞内的变化,则放射性物质最先出现在(填物质)中。(4
15、)场所、都有不同的酶催化其化学反应,在人体细胞内不具有的酶包括 。(5)炎热的夏季中午过程往往减弱的原因是。植物在生长季节,(填序号)生理过程大量发生不利于增产A.光合作用B.细胞呼吸C.根系吸水D.根系吸收矿质元素(6)在图乙中a点时,此时段(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生,原因是 。(7)提取光合色素,进行纸层析分离,对该实验中各种现象的解释,正确的是()A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD.胡萝卜素在滤纸条最前方,是因为其在提取液中的溶解度最高解析:本题以光合作用过程及影响因素、叶绿体色素
16、的提取和分离为载体,考查过程图和曲线图分析判断、综合运用知识的能力。(1)甲图中是叶绿体,是细胞质基质,是线粒体,叶绿体中能量转换是光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能。(2)线粒体中的C二氧化碳进入同一细胞的叶绿体,通过线粒体两层膜和叶绿体的两层膜,共4层膜,生物膜的基本骨架是磷脂双分子层,共穿过了8层磷脂分子。(3)用放射性同位素标记B氧气,则氧气在有氧呼吸第三阶段与结合形成水,故水中首先出现放射性。(4)人体细胞中无氧呼吸不能产生F酒精和二氧化碳,且人体细胞不能进行光合作用,故人体不含有的酶是酶4、酶1。(5)炎热夏季中午光照过强,植物为避免蒸腾作用过强散失过多水,叶片部分气孔关闭,
17、植物吸收二氧化碳减少,故植物光合作用速率降低。(6)图乙的a点表示植物细胞只进行细胞呼吸,不能进行光合作用,因为此时没有光照,植物不能产生ATP和。答案:(1)光能ATP中的活跃的化学能(CH2O)(或C6H12O6或有机物)中的稳定的化学能(2)细胞质基质8(3)H2O(4)酶1和酶4(5)部分气孔关闭B(6)无叶绿体在无光时不能合成ATP和(7)C8.(2014江西会昌中学第二次月考)某研究小组研究了环境因素对光合作用和呼吸作用影响的实验。结合所给材料,分析回答相关问题。(1)图一表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对番茄的光合作用速率和呼吸作用速率影响的曲线。由图一可知,光合作用
18、、呼吸作用都受到温度的影响,其中与有关的酶对高温更为敏感。(2)金鱼藻在适宜条件下进行光合作用而繁殖很快。图二表示在相同培养液中,以图中的装置和(密封环境)分别培养金鱼藻,将两个装置都放在阳光下,一定时间后,观察装置和发生的变化。由图二可知,与C相比,B试管中金鱼藻繁殖速度快,其原因是 。(3)卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死小球藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30秒的时间,二氧化碳已经转化为许多种类的化合物。想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是 。(4)图三表示将同一品种玉米苗置于25 条件下培养,实验结果表明,在条件下施肥效
19、果最为明显。解析:(1)分析图一可以看出,在温度相对低的情况下,光合作用速率达到最高值,说明与光合作用有关的酶对高温更为敏感;(2)B试管中金鱼藻繁殖速度快的原因是A中的酵母菌利用葡萄糖进行呼吸产生的二氧化碳为B内金鱼藻的光合作用提供了原料,而D中乳酸菌不产生二氧化碳;(3)缩短光照时间,并同时检测,当检测到化合物只有一种时,则这种化合物就是第1个化合物;(4)分析图三可以看出,当土壤含水量在40%60%时光合作用吸收CO2的速率最快,代谢最旺盛,这时施肥效果会最明显。答案:(1)光合作用(2)A中酵母菌进行呼吸作用产生二氧化碳,促进金鱼藻的光合作用,而D中乳酸菌发生呼吸作用并不产生二氧化碳,
20、金鱼藻缺乏二氧化碳光合作用减慢(3)缩短光照时间,并同时检测,当检测到化合物只有一种时,这个化合物就是第1个产物(4)土壤含水量为40%60%【教师备用】1.(2014芜湖模拟)为研究影响某种植物光合速率的因素,科研人员进行了相关实验。请据图回答: 光照强度(klx)光合速率温度()0123100222200244300246图1图2(1)图1为不同温度条件下光合速率随光照强度变化而变化的数据记录表(其他环境条件均适宜)。当温度为20 ,光照强度大于2 klx时,限制光合速率的主要生理过程是,温度为10 时,较强的光照下植物也不能达到较大的光合速率,主要原因是。(2)图2是某科研小组为探究植物
21、光合作用速率的变化情况,设计的由透明的玻璃罩构成的小室(如图2A所示)。将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化,得到如图2B所示曲线。请据图回答:在图2B中,光合作用开始时刻是在点,图2A装置刻度管中的液滴移到最右点时,对应到图2B曲线中的点。在实验过程中的某段光照时间内,记录液滴的移动,获得以下数据:每隔20分钟记录一次刻度数据24293234该组实验数据是在图2-B曲线的段获得的。与b点相比,a点形成的原因可能是。如果要测定该植物真正光合作用速率,该如何设置对照实验? 解析:(1)由图中分析可知,在温度为20 ,光照强度大于2 klx时,光合速率不再随着光照强度
22、的增加而增加,此时限制光合速率的主要因素是二氧化碳浓度,因此限制光合速率的主要生理过程是暗反应。温度为10 的低温降低了酶活性,故植物在较强光照下不能达到较大的光合速率。(2)由图2中可知,ab段氧气的吸收速率增加,说明呼吸作用在不断增强;从b点时刻开始,在6时左右,氧气吸收速率由增加变为下降,说明植物开始进行光合作用,自身开始产生氧气供应于自身的呼吸作用,因此氧气吸收速率下降。图2中A图装置刻度管中的液滴移到最右端时,说明是植物一天中产生氧气最多的时间点,即为g点。由实验数据可知,随着时间的增加氧气产生的速率是逐渐下降的,因此该实验数据是在光合速率逐渐下降的过程中测得的。与b点相比,a点细胞
23、的呼吸强度较低,原因可能是此时a点温度较低,抑制了呼吸酶的活性。该实验测得光合速率是该植物的净光合速率,而要测定真正光合速率,需要测该植物的呼吸速率,因此将与A装置相同的装置放置于黑暗处即可测得呼吸速率,根据真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,便可测定该植物真正光合作用速率。答案:(1)暗反应低温限制了光合作用(2)bgde(或fg)a点时刻温度低,呼吸酶活性降低,氧气消耗少设置如A一样的装置C,并将C遮光放在和A相同的环境条件下2.(2013浙江五校联考)下图中,甲表示广泛分布的某植物叶肉细胞的部分代谢过程,数字代表物质,字母代表细胞器。乙和丙表示在CO2充足的情况下,光合作用强度与环境因素
24、之间的关系。请据图回答下列问题:(1)的名称是,在c的处参与反应。(2)将该植物置于光照条件下培养24小时之后,对其提供18O2,然后进行暗处理,一段时间后,除氧气外还能在图中所示的(填数字)中检测到18O。(3)从乙和丙图可知,在A与B之间光合作用强度主要受限制,其判断依据是 。(4)丙图表示光照强度为B时,植物光合作用强度的变化曲线。请根据乙图绘制光照强度为A时,不同温度条件下光合作用强度的变化曲线。(5)甲图所示细胞与根尖分生区细胞在结构上的区别是 。解析:(1)是葡萄糖初步分解得到的丙酮酸;是水,在线粒体的基质参与有氧呼吸的第二阶段的反应。(2)暗处理后,18O2 参与有氧呼吸第三阶段产生水,水又参与第二阶段产生二氧化碳,所以在中检测到18O。(3)从乙和丙图可知,在A与B之间光合作用强度随光照强度的增大而增大,同时不同温度下光合作用强度也不同。(5)根尖分生区细胞没有成熟,没有液泡,也没有叶绿体。答案:(1)丙酮酸基质(2)(3)温度和光照强度共同AB段不同温度下光合速率不同,且AB段光合速率随光照强度增大而增大(4)(5)分生区细胞没有液泡和叶绿体
