哈三中生物练习光合作用.docx
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哈三中生物练习光合作用
1.有多种方法可以测定植物的光合作用速率。
请回答以下相关问题:
(1)在光照适宜、温度恒定的条件下,图甲的实验装置为密闭容器,图甲中的曲线为测量1h内该容器中CO2的变化量。
图甲中A~B段,叶绿体内ADP含量最高的场所是________。
该绿色植物前30min实际光合作用的平均速率为___________μL·L-1CO2/min。
(2)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况,设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图乙A所示;其中CO2缓冲液可以吸收和提供CO2,保证瓶中CO2恒定)。
①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,得到如图乙B所示曲线,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是;装置中氧气浓度最高的时间是________点;图中装置刻度管中液滴移到最左点是在曲线中的________点。
②在实验过程中某段光照时间内,记录液滴的移动,获得以下数据:
每隔一定时间记录一次刻度数据
…
24
29
32
34
38
…
该组实验数据是在B曲线的________段获得的。
2.以某植物为实验材料,研究不同温度对其光合作用速率和呼吸速率的影响(以测定的CO2吸收量与释放量为指标,单位:
μmolCO2·m-2·s-1),结果如图所示,请分析回答下列问题:
(1)此植物在黑暗条件下释放的CO2来自有氧呼吸的第阶段,该阶段发生的场所是。
(2)此植物在光照条件下吸收的CO2参与光合作用的阶段,需要光反应阶段提供。
(3)在5℃条件下,此植物的光合作用速率和呼吸速率均较低,其原因是。
(4)在40℃的光照条件下,此植物叶肉细胞中有机物的量(填“增加”“不变”或“减少”),其原因是。
该条件下植物的实际光合速率为μmolCO2·m-2·s-1。
3.某兴趣小组以天竺葵为实验材料开展了其叶片光合作用和呼吸作用的日变化关系研究。
实验结果如图所示。
回答问题:
(1)图中曲线1表示;曲线2表示_________。
(2)从图示看,该植物光合作用在13时表现为“午休”现象,此时叶片细胞中的叶绿体内C3和还原氢的含量变化分别是、。
(3)如果将观察对象改为植物释放O2的速率,假定该植物只进行有氧呼吸,则释放的O2最快时的速率为。
(4)在25℃的条件下,该兴趣小组将天竺葵置于不同光照强度及是否施肥的条件下培养,实验结果如图所示(该植物光合作用、呼吸作用的最适温度分别是(25℃、30℃)。
请据图回答以下问题:
①C点条件下限制该植物CO2吸收量的主要因素是。
②与D点相比,B点条件下限制CO2吸收量的因素是。
③土壤含水量在的条件下施肥效果明显。
4.图甲表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下,温度对某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响。
其中实线表示真正光合作用速率,虚线表示呼吸作用速率。
图乙为该植物在适宜条件下,光合作用速率随光照强度变化的示意图。
请据图回答:
(1)由图甲可知,与作用有关的酶对高温更为敏感。
温度会影响光合作用的阶段。
(2)分离叶绿体中色素的方法是:
。
(3)乙图中用表示植物的净光合作用速率。
(4)当环境温度为40℃时,该植物的有机物净积累量为mg/h。
理论上预计,在温度为条件下,植物生长状况达到最佳,已知乙图是在此温度条件下绘制而成的曲线,理论上分析,如果温度改变为45℃,图中b点将向移。
(5)乙图曲线中,当光照强度为0时,叶肉细胞中产生ATP的细胞器有。
(6)在一定条件下,若用丙图装置测定获得图乙中的a点对应的值,则丙图中B三角瓶内应放置的液体为(“NaOH”或“清水”);“一定条件”的一个关键处理是指。
5.下图甲曲线表示某植物在恒温30C时光合速率与光照强度的关系,图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。
请回答:
(1)图甲曲线中,当光照强度为X点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有。
(2)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25°C和30°C,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25°C,甲曲线中b点将向移动。
(3)图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是。
(4)为了探究光照强度对光合速率的影响,利用乙图装置进行实验的设计思路是:
。
6.下图为测定植物光合速率的简易实验装置,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。
取6套同样的装置,分别置于适宜的温度、不同的光照条件下,24小时后测定各组装置中的氧含量,测得原初氧的含量为20mg/L,记录数据如下:
(1)已知光合作用中水的光解发生于叶绿体的类囊体腔内。
当叶肉细胞产生的氧气被相邻细胞消耗时,氧气分子至少穿过______层磷脖双分子层。
(2)光照条件下,若装置中液滴不移动,叶肉细胞的光合作用强度__(大于、小于或等于)呼吸作用强度。
(3)当光照强度为3.0klx时,植物光合作用产生的氧气量为______mg/L·d。
(4)若一天中给予装置9h光照,则光照强度至少为____klx时,该植物才能正常生长。
(5)当光照强度大于6.0klx时,限制光合作用的内部因素可能有________。
(6)如果用同样的已杀死的植物替换原装置中的绿色植物,设置此对照实验装置的目的是_____________。
7.其生物研究小俎在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验,连续48h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率,得到如图所示的曲线(整个过程呼吸作用强度恒定),请回答下列相关问题:
(1)试验期间,每时刻叶肉细胞产生ATP的共有场所是______、______,6h叶肉细胞内CO2的移动方向是______.
(2)图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有______个,叶绿体无O2生成的时间总共有______小时.
(3)叶绿体利用CO2速率最大的时刻是______h时,前24小时比后24小时的平均光照强度______.实验进行48小时内后植物体______(是╱否)有有机物的积累.
(4)如果用相同强度绿光进行实验,c点的位置将______(填“上移”、“下移”或“不变”),判断理由是______.
(5)处于6h时一个叶肉细胞的光合速率______(填大于、等于或小于)呼吸速率.
(6)写出植物有氧呼吸的反应式______.
8.某研究小组做了如下实验:
在密闭的玻璃钟罩内测定玉米幼苗在不同温度条件下净光合速率(用植物的氧气释放量表示)的变化(注意:
不同温度下该植物的呼吸速率是已知的,其他环境条件恒定不变)实验结果如下表,请分析回答下列问题。
处理温度(℃)
20
25
30
35
40
45
净光合速率(µmolO2·mm-2·h-1)
2.21
2.43
2.35
2.12
1.80
0
呼吸速率(µmolO2·mm-2·h-1)
0.30
0.37
0.44
0.55
0.33
0.30
(1)该实验的自变量是_____________,无关变量是____________(至少写出两个)
(2)在温度为45℃时,植物体内产生ATP的场所有____________________。
(3)该植物真正光合作用的最适温度_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用的最适温度,真正光合速率与净光合速率、呼吸速率之间的关系为_______________(用关系式表示)。
(4)如果一昼夜之内,将该植物放置在实验光照条件下和黑暗条件下各12h,则在温度为____________℃时,植物体内积累的有机物最多。
9.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行细胞呼吸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).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表示测定消毒过的萌发小麦种子呼吸熵的实验装置.请分析回答
(1)物质B可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为。
②和④过程中物质B产生的场所分别是、。
(2)在细胞呼吸过程中,实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成。
(3)图2实验装置乙中,KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是。
(4)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25℃下经10min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10min内小麦种子发生图1中的(填序号)过程;
如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10min内小麦种子发生图1中的(填序号)过程。
(5)在25℃下10min内,如果甲装置中墨滴右移40mm,乙装置中墨滴左移200mm,则萌发小麦种子的呼吸熵是。
(6)为使实验结果更加准确,还应设置一个对照装置.对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入,设对照装置的目的是。
10.LED(发光二极管)是工厂化蔬菜栽培的最佳人工光源,为研究不同红蓝光比例对某种蔬菜生长发育的影响,科学家采用白(全光谱)、红(波长637nm)和蓝(波长465nm)三种LED光源设计了A(白100%)、B(红100%)、C(红90%+蓝10%)、D(红80%+蓝20%)、E(红70%+蓝30%)、F(红60%+蓝40%)、G(红
50%+蓝50%)七组不同光照。
用这七组光照分别处理长势相同的蔬菜幼苗,第40天收获测量,有关测量结果如下图l、2所示。
请回答:
(1)在实验过程中,应保持各组的温度、CO2浓度、光照的_______和_____等条件相同、适宜且稳定。
实验中选用红、蓝两种光源的依据是__________。
(2)由图可知,B光照组净光合速率可能最低,推断其原因可能是单质红光处理使叶片中________所致。
(3)随着蓝光比例的增加,该蔬菜的地上部分生物量_______,说明不同光质比例可以调节_________,从而影响植物体的生长发育。
11.为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如图所示。
请回答下列问题:
(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在________________相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积__________的释放量。
(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成________,消耗的C5由________经过一系列反应再生。
(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:
一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的___________;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多____________。
(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是________________。
12.某种油菜的黄化突变体叶片呈现黄化色泽,与野生型相比,突变体的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。
净光和速率、呼吸速率及相关指标见下表。
材料
叶绿素
a/b
类胡萝卜素/叶绿素
净光合速率
(µmolCO2·m-2·s-1)
胞间CO2浓度
(µmolCO2·m-2·s-1)
呼吸速率
(µmolCO2·m-2·s-1)
突变体
9.30
0.32
5.66
239.07
3.60
野生型
6.94
0.28
8.13
210.86
4.07
(1)CO2浓度通过直接影响____________的产生来影响光合作用强度。
若适当降低CO2浓度,短时间内叶绿体中[H]含量的变化是________________________。
(2)______________的减少使叶片呈现黄化色泽,突变可能____________(填“促进”或“抑制”)叶绿素a向叶绿素b转化的过程。
另据测定,突变体处于发育初期的叶片,类胡萝卜素与叶绿素的比值为0.48,可以推测,类胡萝卜素在色素组成中所占的比例随叶片发育逐渐_____________________。
(3)突变体叶片中叶绿体的CO2的消耗速率比野生型低_________________µmolCO2·m-2·s-1。
研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素,依据是:
____________________。
13.在其他条件适宜的情况下,测定光照强度对植物光合作用速率的影响。
图甲表示实验装置,图乙表示实验结果。
请据图回答以下问题:
(1)温度和CO2浓度是该实验的_________变量,图甲A中加入的是适宜浓度的培养液,则B中加入的最可能是_________________________________。
(2)若实验在开始之前U型管的C、D两管内有色液体液面等高,然后立即放置于强度为_______klx的光照下1h,U型管的C、D两管内有色液体液面依然等高,该条件下细胞内合成ATP的场所有__________。
(3)图乙中光照强度为4klx时,每100cm2叶片每小时产生氧气__________mg。
(4)将该植物的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室的CO2浓度,在光照强度为6klx时测定叶片光合作用的强度,测定结果如图丙所示。
若降低光照强度为4klx时,重新测定,短时间内叶绿体基质中的C5浓度_________(填“升高”、“减小”或“不变”),曲线中b点应向__________(填“左”或“右”)移动。
14.下图1为某植物叶肉细胞中的两结构及物质转移示意图,表2为生理状况相同的幼苗在黑暗或3klx光照,不同温度条件下O2或CO2的变化速率。
结合所学知识,回答下列问题:
(1)图1结构甲中嵴的作用是___________,a代表的物质是_______,b能否___________(填“能”或“不能”)代表葡萄糖。
(2)根据表2推测,图1结构乙中酶的最适温度为___________。
(3)在3klx光照、30℃条件下幼苗叶肉细胞中物质b的去向是______________________。
(4)幼苗生长发育成熟后,开花结果。
若摘除此时的花或果实,叶片光合速率随之降低的原因是______
(5)若实验探究不同光照强度对光合作用速率的影响,则实验应控制哪些无关变量_____________(至少写两点)。
15.为了解培养条件对试管苗光合速率和呼吸速率的影响,以期对生产起指导作用。
科研人员从红地球葡萄试管苗顶部向下依次剪取带叶茎段,分别采用不同光照强度(容器内温度为25℃)和不同温度(光照强度为120klx)进行实验,结果如图所示。
请分析回答:
(1)图1表明,随着光照强度增强,叶片净光合速率增加,这是由于光照增强,光反应产生的_________增多,直接导致暗反应中____________(过程)加快,CO2利用加快。
(2)由图2可知,葡萄试管苗生长较为适宜的温度为______,各部位叶片相比,对高温耐受性较差的是______。
(3)实验结果表明,试管苗的上位叶净光合速率相对较低,其原因可能是__________。
当光照强度从160klx增加至200klx,限制上位叶光合速率的主要环境因素是_________。
(4)分析实验结果并结合生产实际,说出80~120klx的光照条件对葡萄试管苗生长比较适宜的理由(至少说出两点):
___________。
1.
(1)叶绿体基质146
(2)①光照强度、温度18(或G)C②DEF(或DF)
【解析】
(1)光反应的场所是类囊体膜,消耗ADP产生ATP,暗反应的场所是叶绿体基质,消耗ATP产生ADP,所以,叶绿体内ADP含量最高的场所是叶绿体基质;A~B段(前30min)容器中CO2逐渐被光合作用消耗,导致A~B段CO2浓度不断减降低。
分析题图甲曲线可知,前30分钟净光合作用强度是(3620-220)÷30=113.3μL·L-1CO2/min,呼吸作用强度是(1200-220)÷30=32.7μL·L-1CO2/min,因此,该绿色植物前30分钟实际光合作用的平均速率为113.3+32.7=146μL·L-1CO2/min。
(2)①影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
图A是密闭装置,内有二氧化碳缓冲液,说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度;装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的,只要有氧气释放,液滴就会右移。
图B中G点表示光合作用与呼吸作用相等,超过该点将消耗氧气,所以18(或G)点时装置中氧气浓度最高;装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的,只有在氧气不断消耗的过程中液滴会左移。
图B中C点表示光合作用与呼吸作用相等,超过该点将释放氧气,所以8(或C)点时图中装置刻度管中液滴移到最左点。
②表格中数据表明,氧气的产生速率在先减小后增大,由此可推知在B曲线上所对应的区段是DEF或DF段。
【考点定位】光合作用的基本过程、影响光合作用速率的环境因素
2.
(1)二线粒体的基质
(2)暗反应[H]、ATP
(3)温度较低,与光合作用和呼吸作用相关的酶活性都很低(2分)
(4)增加在温度为40℃时,此植物净光合速率大于0(或光合速率大于呼吸速率)
【解析】
(1)黑暗条件下,只进行呼吸作用,二氧化碳产生于有氧呼吸第二阶段;有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中。
(2)植物在光照条件下吸收的CO2参与光合作用的暗反应阶段。
暗反应阶段中的三碳化合物形成有机物需要[H]和ATP。
(3)光合作用和呼吸作用都是酶促反应,酶的活性受温度影响,温度较低,酶活性低,因此5℃条件下,此植物的光合作用速率和呼吸速率均较低。
(4)由分析可知,虚线是净光合作用强度,温度为40℃时,植物净光合作用强度大于0,因此植物叶肉细胞中,有机物含量增加;此时净光合作用强度和呼吸作用强度都是1μmolCO2•m-2•s-1,实际光合作用强度是2μmolCO2•m-2•s-1。
【考点定位】光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化;细胞呼吸的过程和意义
3.
(1)光合作用固定CO2速率呼吸作用产生CO2速率
(2)减少增加
(3)15μmol·m-2·s-1(4)①水分或土壤含水量②光照强度③40%-60%
【解析】
(1)影响光合作用的主要环境因素是光照强度和CO2浓度,影响细胞呼吸的主要环境因素是温度,分析图中曲线可知,白天环境主要变化的是光照强度和温度,光合作用在13时表现为“午休”现象,因此图中曲线1表示光合作用固定CO2速率;曲线2表示呼吸作用产生CO2速率。
(2)从图示看,该植物光合作用在13时表现为“午休”现象,其原因是环境温度过高,蒸腾作用旺盛,导致气孔关闭,二氧化碳供应不足,因此光合速率下降;此时叶片细胞中的叶绿体内由于二氧化碳供应不足,C3的生成量减少,故C3的含量减少;由于C3的含量减少,还原C3消耗的[H]和ATP减少,故还原氢的含量增加。
(3)植物释放O2的速率为净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,如果将观察对象改为植物释放O2的速率,假定该植物只进行有氧呼吸,则释放的O2最快的为上午9:
00,此时净光合速率为20-5=15μmol·m-2·s-1。
(4)在25℃的条件下,将天竺葵置于不同光照强度及是否施肥的条件下培养,分析实验结果可知:
①C点条件下施肥与未施肥两种条件下CO2吸收量相同,说明此时限制该植物CO2吸收量的主要因素是横坐标因素,即水分或土壤含水量。
②D点与B点的土壤含水量及施肥条件相同,但光照强度不同,D点的光照强度大于B点,而D点CO2吸收量也明显高于B点,所以与D点相比,B点条件下限制CO2吸收量的因素是光照强度。
③曲线表明土壤含水量在40%-60%的条件下光照强度相同时,施肥条件下CO2吸收量高于与未施肥条件下,因此土壤含水量在40%-60%的条件下施肥效果明显。
【考点定位】
【名师点睛】1.植物“午休”时光合速率下降,其原因是环境温度过高,蒸腾作用旺盛,导致气孔关闭,二氧化碳供应不足,因此光合速率下降。
2.环境条件改变时,叶绿体中某种物质含量的变化应同时考虑该物质的生成量和消耗量,如二氧化碳供应不足,光照强度不变,则C3的生成量减少,消耗量基本不变,故C3的含量减少;由于C3的含量减少,还原C3消耗的[H]和ATP减少,而[H]和ATP的生成量基本不变,故还原氢和ATP的含量增加。
3.植物释放O2的速率为净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,如果将观察对象改为植物释放O2的速率,假定该植物只进行有氧呼吸,则释放的O2最快的为上午9:
00,此时实际光合速率-呼吸速率差值最大,即净光合速率最高。
4.
(1)光合光反应和暗反应
(2)纸层析法
(3)单位时间氧气的释放量(或氧气的释放速率)
(4)030℃右
(5)线粒体
(6)NaOH溶液黑暗
【解析】
(1)由甲图可知,在高温时,真正光合作用速率曲线比呼吸作用速率曲线下降的快,说明与光合作用有关的酶对高温更为敏感.光合作用的光反应和暗反应都需要酶参与,所以都会受到温度的影响。
(2)实验室中常用纸层析法分离光合作用的色素。
(3)
(2)从乙图纵坐标可知,此图中用单位时间氧气释放量(或氧气释放速率)表示植物的净光合作用速率。
(4)由甲图可知,当环境温度为40℃时,真正光合作用速率等于呼吸作用速率,所以该植物的有机物净积累量=真正光合作用速率-呼吸作用速率=0mg/h.在温度为30℃条件下,真正光合作用速率与呼吸作用速率的差值最大,即植物的有机物净积累量最多,理论上,此时的植物生长状况达到最佳.乙图b点代表光合作用速率等于呼吸作用速率,若将乙图从30℃改变为45℃,从甲图可知,植物的呼吸作用速率加快,要使光合作用速率等于呼吸作用速率,应增大光照强度,所以乙图中的b点应向右移。
(5)乙图中,当光照强度为0时,叶肉细胞只进行呼吸作用,此时能产生ATP的细胞器只有线粒体。
(6)图乙中的a点表示呼吸速率,所以传递呼吸作用时,氧气是引起气压变化的自变量,故用丙图装置测定获得图乙中的a点对应的值,则丙图中B三角瓶内应放置的液体为NaOH溶液,同时装置需要进行黑暗处理。
【考点定位】光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化;叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用速率的环境因素
5.
(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体(2分,不答全不给分)
(2)左(2分)(3)吸收灯光的热量,避免光照对试管内水温的影响(2分)(4)用多组相同装置,只更换灯泡大小(或只改变试管与光源之间的距^离),进行对照实验(3分)
【解析】
(1)图甲曲线中,当光照强度为X点,植物既有光合作用,也有呼吸作用,此时叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。
(2)根据题干可知,当温度调节到25℃,呼吸作用的酶活性减弱,光合作用的酶活性增强,因此呼吸作用减弱导致甲曲线中a点将向上移动,同时光合作用又增强,因此光补偿点前移,b点将向左移动。
(3)图乙装置中在灯与试管之间放了盛水玻璃柱,目的是吸收灯光照射的热量,排除光照引起的温度变化对实验的影响。
(4)探究光照强度对光合速率的影响可通过相互对照来实现,用多组相同的装置,改变试管与光源之间的距离来调整光照强度。
【考点定位】光合作用和呼吸作用、探究环境因素对光合作用强度的影响
6.
(1)7
(2)大于(3)32(4)3
(5)酶和色素含量(6)排除非生物因素对实验结果的干扰
【解析】
(1)叶肉细胞光合作用的光反应阶段产生氧气,发生于叶绿体的类囊体腔内,氧气被相邻细胞消耗的场所是线粒体,故氧气从产生到利用经过的膜依次为类囊体膜(1层)、
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- 哈三中 生物 练习 光合作用