1.如圖所示為某高等植物葉肉細胞內有關細胞器的代謝活動,下列相關敘述不正確的是(　　)A.甲可以調節(jié)細胞內的環(huán)境B.乙為葉綠體,a在類囊體薄膜上形成,用于B的還原C.若G與F是同一種物質,則G在丙的基質中產生D.無光條件下,乙不能產生ATP但能產生E,而丙能產生ATP
解析 根據各細胞器的結構特點及物質變化可判斷甲、乙、丙分別為液泡、葉綠體和線粒體,液泡具有調節(jié)細胞內的環(huán)境的作用,A項正確;根據題圖中的箭頭指向推知a為NADPH和ATP,它們是在類囊體薄膜上形成的,用于C3(B)的還原,B項正確;若G與F是同一種物質,根據圖中信息判斷G與F都是CO2,在線粒體中CO2是在線粒體基質中產生的,C項正確;E為(CH2O),無光條件下,暗反應不能正常進行,葉綠體不能產生E,但線粒體能產生ATP,D項錯誤。
2.下圖所示為甘蔗一葉肉細胞內的系列反應過程,下列有關說法正確的是(　　)A.過程①中葉綠體中的四種色素都主要吸收藍紫光和紅光B.過程②只發(fā)生在葉綠體基質中,過程③只發(fā)生在線粒體中C.若過程②的速率大于過程③的速率,則甘蔗的干重就會增加D.過程①產生NADPH,過程②消耗NADPH,過程③既產生也消耗[H]
解析 葉綠體中的葉綠素主要吸收藍紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,A項錯誤;由題圖可知,過程②是暗反應,只發(fā)生在葉綠體基質中,過程③是細胞呼吸,發(fā)生在細胞質基質和線粒體中,B項錯誤;甘蔗干重增加與否是由植物體的光合作用與細胞呼吸共同決定的,某一個細胞的光合速率大于細胞呼吸速率,甘蔗的干重不一定增加,C項錯誤;由題圖可知,過程①為光反應,光反應可產生NADPH,用于過程②三碳化合物的還原,故過程②消耗NADPH,過程③是細胞呼吸,有氧呼吸的第一、二階段產生[H],用于第三階段與O2發(fā)生反應,因此③過程既產生也消耗[H],D項正確。
3.下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)測定的夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24 h后平均氧濃度,并進行比較計算后的數據。下列有關分析正確的是(　　)
A.水深1 m處白瓶中水生植物24 h制造的O2為3 g/m3B.水深2 m處白瓶中水生植物不能進行水的光解但能進行C3的還原C.水深3 m處白瓶中水生植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體D.水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用
解析 白瓶透光,瓶內水生植物可進行光合作用和細胞呼吸,黑瓶不透光,瓶內水生植物只能進行細胞呼吸。在相同條件下培養(yǎng)一定時間,黑瓶中所測得的數據表示瓶內所有生物細胞呼吸所消耗的O2量,為1.5 g/m3,白瓶中所測得的數據表示瓶內水生植物光合作用產生的O2量與所有生物細胞呼吸消耗的O2量的差值。綜上分析可知,在水深1 m處,白瓶中水生植物24 h制造的O2量為3+1.5=4.5(g/m3),A項錯誤;水深2 m處白瓶中水生植物能進行光合作用,因此能進行水的光解和C3的還原,B項錯誤;水深3 m處白瓶中水生植物光合作用產生的O2量與所有生物細胞呼吸消耗的O2量相等,因此水生植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體,C項正確;在水深4 m處,白瓶中水生植物24 h制造的O2量為-1+1.5=0.5(g/m3),能進行光合作用,D項錯誤。
4.(2024·廣東東莞聯(lián)考)圖甲為在最適溫度條件下,植物光合速率測定裝置圖。圖乙中a、b為測定過程中某些生理指標相對值的變化。
下列敘述錯誤的是(　　)A.測凈光合速率時,一段時間后若液滴不移動,此時該植物葉肉細胞凈光合速率為0B.若適當升高溫度,真正光合速率會發(fā)生圖乙中從b到a的變化C.若將圖甲中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液,其他條件不變,短時間內植物葉綠體中的ATP含量增多,ADP的含量減少D.若將圖甲裝置遮光,可測有氧呼吸強度
解析 測凈光合速率時,一段時間后若液滴不移動,此時該植物的凈光合速率為0,但由于存在不能進行光合作用的細胞,所以葉肉細胞的凈光合速率大于0,A項錯誤;圖甲是在最適溫度下進行的,若適當升高溫度,真正光合速率會發(fā)生圖乙中從b到a的變化,B項正確;若將圖甲中的NaHCO3溶液換成NaOH溶液,CO2含量減少,短時間內植物葉綠體中的ATP含量增多,ADP的含量減少,C項正確;若將圖甲裝置遮光,光合作用停止,可測有氧呼吸強度,D項正確。
5.(2023·云南曲靖模擬)自然界中C4植物比C3植物具有更強的固定低濃度CO2的能力。現將取自A、B兩種植物且面積相等的葉片分別放置到相同大小的密閉小室中,在溫度均為25 ℃的條件下給予充足的光照,每隔一段時間測定一次小室中的CO2濃度,結果如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)A.A、B兩種植物中B植物可能為C4植物B.本實驗的自變量為植物種類和實驗時間C.M點處兩種植物葉片的凈光合速率相等D.40 min時B植物葉片光合速率等于呼吸速率
解析 因為C4植物比C3植物具有更強的固定低濃度CO2的能力,從圖中曲線可知,B植物所處的密閉小室最終的CO2濃度較低,B植物可能為C4植物,A項正確;因圖中橫坐標為時間,圖中又研究兩種植物,故本實驗的自變量為植物種類和實驗時間,B項正確;開始時CO2濃度相等,M點時CO2濃度相等,說明此階段兩種植物有機物的積累量相等,M點處兩種植物葉片的凈光合速率應為該點的斜率,二者不相等,C項錯誤;30~40 min密閉小室中CO2濃度不變,說明B植物葉片光合作用消耗的CO2量與細胞呼吸產生的CO2量相同,B植物葉片光合速率等于呼吸速率,D項正確。
6.為測定綠蘿光合作用和細胞呼吸的最適溫度,研究小組將一株綠蘿置于透明玻璃罩內,在不同溫度下測定了其黑暗條件下的CO2釋放速率(如圖甲所示)和適宜光照下的CO2吸收速率(如圖乙所示)。
下列說法正確的是(　　)A.20 ℃時,適宜光照下綠蘿葉肉細胞中產生ATP的場所是葉綠體和線粒體B.24 ℃時,適宜光照下綠蘿光合作用固定CO2的速率為62 ml/sC.29 ℃時,適宜光照下綠蘿進行細胞呼吸釋放CO2的速率與光合作用固定CO2的速率相等D.綠蘿光合作用的最適溫度為24 ℃,細胞呼吸的最適溫度29 ℃
解析 細胞呼吸產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體;光合作用產生ATP的場所是葉綠體。光照下綠蘿葉肉細胞既進行細胞呼吸又進行光合作用,故20 ℃時,適宜光照下綠蘿葉肉細胞中產生ATP的場所是葉綠體、線粒體和細胞質基質,A項錯誤。光照下綠蘿既進行細胞呼吸又進行光合作用,由圖甲可知,24 ℃時綠蘿進行細胞呼吸釋放CO2的速率為10 ml/s,由圖乙可知,24 ℃時綠蘿的凈光合速率為52 ml/s,總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,固定CO2速率代表總光合速率,故24 ℃時,適宜光照下綠蘿光合作用固定CO2的速率=52+10=62(ml·s-1),B項正確。由圖甲可知,29 ℃時,綠蘿進行細胞呼吸釋放CO2的速率為20 ml/s;由圖乙可知,29 ℃時,光照下綠蘿凈光合速率為20 ml/s,故綠蘿在光照下固定CO2的速率=20+20=40(ml·s-1),C項錯誤。由圖甲可知,無法確定綠蘿細胞呼吸的最適溫度,由圖乙可知,綠蘿光合作用的最適溫度為24 ℃,D項錯誤。
7.(2024·廣東珠海統(tǒng)考)光補償點指同一時間內,植株光合作用過程中吸收的CO2和細胞呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度;光合速率隨光照強度增加,當達到某一光照強度時,光合速率不再增加,該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩種水稻不同時期的光合作用相關指標,回答下列問題。甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較
注:灌漿期幼穗開始有機物積累,谷粒內含物呈白色漿狀;蠟熟期米粒已變硬。(1)如果甲、乙兩種水稻的細胞呼吸強度相同,則在灌漿期乙光補償點低的直接原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)植物處于灌漿期,若此時光照強度為甲種水稻光補償點,則在此光照強度下乙種水稻葉肉細胞中產生ATP的場所有　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)從表中的數據推測,單位時間內,　　　(填“甲”或“乙”)品種能獲得較高產量,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲品種,更有利于幼穗中有機物的積累
乙品種在灌漿期的光合速率大于甲品種
細胞質基質、線粒體、葉綠體
(4)根據該實驗的結果推測,從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。某研究小組設計實驗驗證該推測,請補充以下內容。實驗設計思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的葉片,分別測定其葉綠素含量。?預期實驗結果和結論:若　　　　　　　　　 　　,則說明植物由灌漿期到蠟熟期水稻的最大凈光合速率下降是由葉片的葉綠素含量下降造成的。?
分別取在灌漿期和蠟熟期等量的同種水稻
灌漿期葉片葉綠素含量高于蠟熟期葉片
解析 (1)光補償點指同一時間內,植株光合過程中吸收的CO2和細胞呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度。如果甲、乙兩種水稻的細胞呼吸強度相同,只有當乙品種在灌漿期的光合速率大于甲植物時,才會導致乙在灌漿期的光補償點低于甲品種。(2)在灌漿期時,光照強度處于甲種水稻光補償點(光照強度為68 μml·m-2·s-1)時,該光照強度大于乙種水稻光補償點(光照強度為52 μml·m-2·s-1),此時乙種水稻能同時進行光合作用和細胞呼吸,所以在此光照強度下,乙種水稻葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。
(3)根據表中數據推測,灌漿期幼穗開始有機物積累,乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲品種的最大凈光合速率,更有利于幼穗中有機物的積累,所以乙品種能獲得較高產量。(4)該實驗的目的是驗證從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關,自變量為不同生長發(fā)育時期的葉片,因變量為葉片中葉綠素含量?？梢?實驗設計思路為:分別取在灌漿期和蠟熟期等量的同種水稻的葉片,分別測定其葉綠素含量。如果灌漿期葉片葉綠素含量高于蠟熟期葉片,說明植物由灌漿期到蠟熟期水稻的最大凈光合速率下降是由葉片的葉綠素含量下降造成的。
1.將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內,在適宜條件下照光培養(yǎng)。從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0,之后保持不變。在上述整個時間段內,玻璃容器內CO2濃度表現出的變化趨勢是(　　)A.降低至一定水平時再升高B.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài)C.降低至一定水平時保持不變D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定
解析 密閉容器內的植物在光照條件下既能進行光合作用也能進行細胞呼吸,植物凈光合速率=總光合速率-呼吸速率,凈光合速率只要大于0,則光合作用消耗的CO2量就大于細胞呼吸釋放的CO2量;根據題意,從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0,之后保持不變。說明密閉容器內的CO2濃度從照光開始就下降,當凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0時,密閉容器內的CO2濃度停止下降,然后凈光合速率為0,保持不變,密閉容器內的CO2濃度也保持不變。
2.(2024·廣東揭陽統(tǒng)考)植物葉片的光合作用強度可通過通氣法來測定,如圖1所示(裝置中通入氣體的CO2濃度是可以調節(jié)的)。將適量葉片置于同化箱中,在一定的光照強度和溫度條件下,讓空氣沿箭頭方向緩慢流動,并用CO2分析儀測定A、B兩處氣體CO2濃度的變化。
下列說法正確的是(　　)A.欲使A、B兩處氣體CO2濃度相同,只能通過控制光照強度來實現B.如果B處氣體CO2濃度低于A處,說明葉片光合作用強度小于細胞呼吸強度C.將該同化箱放在黑暗中測得通入與通出氣體的體積差值(設壓強恒定),其含義是植物細胞呼吸吸收O2和產生CO2的差值D.若該葉片在適宜條件下進行如圖2所示的處理,則葉片光合作用制造有機物的量可表示為a+c-b
解析 欲使A、B兩處氣體CO2濃度相同,即凈光合速率為0,可以控制光照強度、溫度等條件使光合作用強度等于細胞呼吸強度,A項錯誤;若B處氣體CO2濃度低于A處,則表示植物葉片的凈光合速率大于0,即葉片的光合作用強度大于細胞呼吸強度,B項錯誤;利用該同化箱在黑暗條件下研究葉片的細胞呼吸,測定同化箱通入氣體和排出氣體的體積,則體積差值的含義是細胞呼吸吸收O2量和產生CO2量的差值,C項正確;該葉片在適宜條件下進行實驗,光合作用1小時制造有機物的量為表觀光合作用量+細胞呼吸量=(c-b)+(a-b)=a+c-2b,D項錯誤。
3.為研究低鉀條件對某種農作物兩個品種光合作用的影響,科研人員進行了相關實驗,結果如下表所示。
下列分析錯誤的是(　　)A.低鉀處理組與正常處理組相比,呼吸速率和光補償點都增大B.正常情況下,甲品種的最大光合速率是26.9 μmlCO2·m-2·s-1C.光合速率達到最大值時增大光照強度,光合速率不再增加,主要是受光反應的限制D.在相同低鉀土壤環(huán)境中同時種植這兩種農作物,乙品種比甲品種對低鉀環(huán)境的適應能力強
解析 分析表中數據可知,低鉀處理組與正常處理組相比,呼吸速率和光補償點都增大,A項正確;正常情況下,甲品種的最大光合速率是24.4+2.5=26.9(μmlCO2·m-2·s-1),B項正確;當光合速率達到最大值時增大光照強度,光合速率不再增加,主要受暗反應(CO2濃度、溫度等)的限制,C項錯誤;對比表中數據可知,在相同低鉀土壤環(huán)境中同時種植甲、乙兩種農作物,乙品種葉綠素含量高、最大凈光合速率高、光補償點低,故乙品種比甲品種對低鉀環(huán)境的適應能力強,D項正確。
4.(2023·廣東卷)光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規(guī)栽培時,水稻野生型(WT)的產量和黃綠葉突變體(ygl)的產量差異不明顯,但在高密度栽培條件下ygl產量更高,其相關生理特征見下表和圖。(光飽和點:光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度;光補償點:光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。)
分析圖表,回答下列問題。(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和　　　　　　　　　　　　,葉片主要吸收可見光中的　　　　　　　　光。?(2)光照強度逐漸增加達到2 000 μml·m-2·s-1時,ygl的凈光合速率較WT更高,但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加,比較兩者的光飽和點,可得ygl　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有較高的光補償點,可能的原因是葉綠素含量較低和　　　　　　　　。?(3)與WT相比,ygl葉綠素含量低,高密度栽培條件下,更多的光可到達下層葉片,且ygl群體的凈光合速率較高,表明該群體　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,是其高產的原因之一。?
類胡蘿卜素/葉綠素的值較高
對光能利用率更高,干物質積累量更大,生長速度更快
(4)試分析在0~50 μml·m-2·s-1范圍的低光照強度下,WT和ygl凈光合速率的變化,在答題卡給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上,分析圖a和你繪制的曲線,比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率,提出一個科學問題:　　　　　　　 　　??
為什么達到光飽和點時,ygl的凈光合速率高于WT

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