(6)丙图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有________个,叶绿体吸收CO2速率最大的时刻是第________小时,前24小时比后24小时的平均光照强度________。
(7)如果使用相同强度绿光进行实验,丙图中c点的位置将________(填“上移”“下移”或“不变”)。
解析 本题考查光合作用和呼吸作用等知识,难度中等。(1)光合色素分布在类囊体薄膜上,提取色素加碳酸钙可保护色素不被破坏,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)由图和信息可知,二氧化碳被细胞吸收后主要用于合成C3化合物,即②。(3)甲图中的①→②→①表示二氧化碳的固定和还原的过程,②→①需要光反应生成的[H]和ATP,若长期黑暗,此过程不能进行。(4)乙图中的D点,光合作用强度大于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气除直接通过自由扩散运输到线粒体用于呼吸作用外,多余的氧气会扩散到空气中。(5)乙图中呼吸作用消耗有机物的量为S1+S3,光合作用生成的有机物总量为S3+S2,光合作用净积累量为S2-S1。(6)从二氧化碳含量浓度升降的转折点,直接读出呼吸速率和光合速率相等的时间点有6、18、30和42点,共4个点,从二氧化碳吸收速率曲线可直接读出最大值,为实验36小时时,吸收CO2速率最大;前后24小时,温度不变,呼吸总消耗不变,对比a、
b、c三点,可推知,后24小时光合速率大于呼吸速率,前24小时,光合速率等于呼吸速
率,故前24小时比后24小时平均光照强度要弱。(7)若利用绿光进行实验,光合强度会更弱,环境中二氧化碳会更多,c点上移。
答案 (14分,除标注外每空1分) (1)类囊体(基粒)膜 CaCO3 红光和蓝紫 (2)②
(3)不能 没有光反应提供的ATP与[H],暗反应不能进行 (4)扩散到线粒体和外界 (5)S1+S3 S2-S1 (2分) (6)4 36 弱 (7)上移
4.(14分)(2014·南昌模拟二)菰的茎基部膨大可作蔬菜食用,称茭白。科学家对菰的光合作用特性进行研究,将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养,利用红外CO2分析仪分析CO2的变化,所得结果如下图所示:
5
根据图甲回答问题:
(1)在温度为________时,菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同。
(2)若光照和黑暗各占一半,且光照时的光照强度一直和图甲中的光照强度一样,则菰在10 ℃时生长状况为________。
A.干重将减轻 C.干重不变
B.干重将增加 D.无法判断
-2
-1
(3)用CO2消耗来表示,35 ℃时菰叶片的真实光合速率约为________μmol·m·s。 科学家进一步制作出了光饱和点和光补偿点与温度的对应关系图如图乙、图丙所示,根据图甲、图乙、图丙,回答问题:
6
(4)图乙表示的是温度为________℃时的实验结果。
(5)种植菰的最适条件是温度________℃,光照强度________(μmol·m·s)。 (6)研究发现,在一天中,菰叶片细胞间隙中CO2的浓度和净光合速率的值呈现出负相关
性
,
请
简
要
解
释
出
现
这
种
现
象
的
原
因
:
-2
-1
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 本题考查光合作用和细胞呼吸,难度较大。(1)净光合速率为0时,表示光合速率与呼吸速率相等,对应的温度为3 ℃、50 ℃。(2)在10 ℃时净光合速率(代表积累有机物的速率,约为6)大于呼吸速率(为1.5),因此,植物的干重增加。(3)真实光合速率=净光合速率+呼吸速率,35 ℃时的真实光合速率=20+4.5=24.5。(4)图乙显示光饱和时净光合速率约为21,图甲中净光合速率约为21时,对应的温度为30 ℃,因此,图乙表示的是30 ℃时的实验结果。(5)在某一温度下植物的净光合速率最大时,该温度最适合植物生长,因此,该植物的最适温度为30 ℃(根据图甲判断);根据图乙,在光照强度为1 040 μmol·m·s
-2
-1
时,植物的净光合速率达到最大值,这一光照强度既能保证植物生长速度
最快,也能避免光能的浪费。(6)净光合速率越大,二氧化碳的消耗就越快,留在叶片间隙中(外界环境中)的二氧化碳浓度就越低。
答案 (14分,每空2分) (1)3 ℃、50 ℃ (2)B (3)24.5 (4)30 (5)30 1 040
(6)净光合速率越大,二氧化碳的消耗就越快,留在叶片间隙中(外界环境中)的二氧化碳浓度就越低
5.(20分)(2014·重庆调研一)盐胁迫是指在高盐度环境中,植物生长受到影响。当今,世界上约20%的耕地和50%的灌溉地正在受盐分的影响,低浓度的盐胁迫能刺激植物产生应激反应,通过提高一些生理生化的代谢过程抵抗盐胁迫。亚精胺(Spd)是一类含有氨基的化合物,能增强植物的抗逆性。某课题组研究了外源亚精胺对不同浓度NaCl胁迫下黄瓜的缓解效应。
实验步骤:
将生长状况一致的黄瓜幼苗随机均分为10组,1~5组分别用质量分数为0、20 mmol/L、60 mmol/L、100 mmol/L、140 mmol/L的NaCl处理,另外5组在不同浓度的NaCl处理的基础上再喷施等量的0.1 mmol/L Spd。
五天后用氧电极法测定植物组织的光合速率与呼吸速率(用氧气的释放量和吸收量表
7
示)。实验结果记录如下表:
回答下列问题:
(1)该实验的自变量有________。在NaCl浓度为0时,对照组氧气产生的速率是________μ mol/(m·s)。
(2)随着NaCl浓度的增加,黄瓜幼苗的呼吸作用速率变化趋势是________。条件都适宜,用100 mmol/L NaCl处理的黄瓜幼苗在每天光照12小时情况下,能否正常生长?________。
(3)课题小组成员从用高浓度的NaCl处理的黄瓜幼苗中,分离出一株抗盐胁迫较强的植株
。
高
浓
度
的
NaCl
对
该
植
株
的
形
成
起
了
2
________________________________________________________________________________作用。
(4)从表中数据分析,在高盐胁迫下,植物细胞液浓度低于外界溶液浓度,使植物因缺水
而
引
起
部
分
气
孔
关
闭
,
导
致
________________________________________________________________________,
从而使黄瓜幼苗暗反应明显减弱。同时由于______的分解加快,影响植物光反应阶段中光能的吸收和转换。
(5)氧电极法是科研单位测定植物组织的光合速率与呼吸速率较常用的方法,在测定净光合速率时,需将实验装置置于适宜的光照下;在测定呼吸速率时,需将实验装置进行________处理。该条件下,植物细胞产生二氧化碳的部位是________。
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