1、第1练植物生理1(2023湖南株洲质检)如何提高植物对CO2的同化力以提高农作物产量一直是科学家关心的问题，根据以下有关研究过程回答问题：(1)卡尔文及其同事研究植物对CO2的固定过程如下：首先为了探明碳的转移途径，将_标记的CO2注入培养藻的密闭容器，定时取样，每次将藻浸入热的乙醇中，其作用是_，然后应用双向纸层析法使得提取物_，再通过放射自显影分析放射性物质的斑点，并与已知化学成分进行比较。其次按反应顺序找到生成的各种化合物；不断缩短时间取样，若依次测定出的化合物种类为ABCABA，找到含有放射性的化合物C3、C5和C6等。你认为字母A表示以上哪种化合物？_。(2)在生产实践中，增施CO2
2、是提高温室作物产量的主要措施之一。研究者以黄瓜为材料进行实验发现：增施CO2时间过长，作物的光合作用反而会减弱。原因在于：一方面是淀粉积累会_光合作用，另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的_等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植物的_。请根据本研究的结果，对解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，提出两项合理化建议：_。(至少答出两点)答案(1)14C杀死细胞(或使酶失活)、提取细胞中的有机物分离C3(2)抑制ATP、ADP、酶、NADPH(答出两点即可)细胞呼吸适当升温、控制增施CO2的时间(或间断供给C
3、O2)、加强对植物氮素营养的补充(答出两点即可)解析(1)为研究CO2中C的转移途径，可将14C标记的CO2注入培养藻的密闭容器，定时取样，并检测出现放射性的产物。乙醇能使蛋白质变性，用热乙醇处理细胞，会使酶变性失活，从而杀死细胞，提取细胞中的有机物。细胞内的提取物在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，可依据此原理用双向纸层析法使得提取物分离开来。卡尔文等向密闭容器中通入14CO2，随着反应时间的缩短，出现放射性的物质种类减少，根据光合作用暗反应过程，可知最先出现的放射性物质应为C3。(2)增施CO2时间过长，植物光合作用反而会减弱，可能的原因：一方面是淀粉积累会抑制光合作
4、用，另一方面是有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需的ATP、ADP、酶、NADPH等含氮化合物合成不足。提高温度能够明显促进淀粉的分解，可能是因为适当升温增强了植物的细胞呼吸，提高了细胞对糖的利用率。通过上述分析，要解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，可适当升温以降低淀粉的含量、控制增施CO2的时间(或间断供给CO2)以及加强对植物氮素营养的补充等。2(2023山东烟台模拟)某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行，且忽略光照对细胞呼吸的影响)：实验一：将A、B两种植物的叶片分别放置在相
5、同的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度，结果如图甲所示。实验二：给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量，结果如图乙所示。请据图分析回答下列问题：(1)实验一中固定CO2能力较强的植物是_；实验一从开始经过10min，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物的_；实验过程中，若突然降低光照强度，则叶绿体中的ADP、C3和C5，_的量会短时间增加。(2)实验一2540min期间两个密闭小室内CO2含量相对稳定的原因是_。(3)从实验二结果看，若单独种植A、B两种植物，种植密度过大，则净光合速率下降幅度较大的植物是_，判断的
6、依据是_。答案(1)B植物少ADP和C3(2)植物叶片光合作用消耗的CO2量与植物叶片细胞呼吸释放的CO2量相等(3)B植物B植物的光饱和点大于A植物的，因此比A植物更适于生活在强光下；种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致B植物净光合速率下降的幅度比A植物的大解析据题图甲分析，CO2是光合作用的原料，题图中密闭小室内CO2浓度降低，是光合作用吸收CO2所致，分析题图曲线可知，与A植物相比，B植物的密闭小室内CO2浓度降得更低，说明B植物能更有效地利用低浓度CO2。分析题图乙可知，纵轴表示CO2吸收量或释放量，因此题图乙表示的是植物净光合作用强度与光照强度之间的关系，A植物的光饱和点较低，
7、B植物的光饱和点较高，因此A植物可以更有效地利用弱光，可能是阴生植物，B植物可能是阳生植物。(1)根据以上分析可知，实验一中固定CO2能力较强的是B植物。题图甲显示，实验一从开始经过10min，A、B两种植物的净光合速率是相等的，但是从题图乙中光照强度为0时CO2的释放量可知，A植物的呼吸速率低于B植物的，根据净光合速率实际光合速率呼吸速率可知，A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少。实验过程中，若突然降低光照强度，则光反应产生的ATP和H减少，C3的还原也随之减弱，因此叶绿体中ADP、C3的量会短时间增加，而C5的量会短时间减少。(2)实验一中，2540min期间两个密闭小室内CO2含
8、量相对稳定，不增加也不减少，说明此时两种植物叶片光合作用消耗的CO2与细胞呼吸释放的CO2相等。(3)根据题图乙分析可知，B植物的光饱和点大于A植物，B植物比A植物更适于生活在强光下。因此若单独种植A、B两种植物，且种植密度过大，则植株接受的光照强度减弱，导致B植物净光合速率下降的幅度比A植物的大。3为探究适当遮光对菊花光合作用的影响，某兴趣小组将菊花幼苗均分为两组，对照组给予自然光照，实验组进行25%遮光，处理50天后，测定两组菊花叶片中的叶绿素含量、胞间CO2浓度和净光合速率，实验结果如下表所示。请回答下列问题(整个实验过程中气孔开放程度几乎不变)：处理方式叶绿素含量(mgcm2)胞间CO
9、2浓度(molmol1)净光合速率(molCO2cm2s1)自然光照93.23027.2625%遮光60.65782.77(1)提取绿叶中的色素时，需加入_便于充分研磨；若要分离所提取的色素可采用_法。(2)用18O标记空气中的O2，请用文字与箭头写出18O进入葡萄糖的过程：_。(3)综合表格信息，推测25%遮光后菊花胞间CO2浓度上升的原因是_；若将25%遮光的菊花重新暴露在自然光照下，则短时间内菊花叶肉细胞中C5的含量将_(填“增多”“减少”或“不变”)。答案(1)SiO2纸层析(2)氧气水二氧化碳三碳化合物葡萄糖(或18O2HOC18O218C3C6H1218O6)(3)遮光后，菊花的叶
10、绿素含量下降，植物的光合作用速率下降，对胞间CO2的吸收和利用减少，但进入胞间的CO2浓度基本不变增多解析(1)在提取绿叶中的色素时，需要加入SiO2使研磨更充分；要将色素分离可以用纸层析法，利用色素在层析液中的溶解度不同，色素随着层析液在滤纸条上的扩散速度不同，从而将色素分离。(2)氧气参与有氧呼吸的第三阶段，与H结合生成水，而水又参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸反应生成二氧化碳，二氧化碳最终在暗反应过程生成了葡糖糖，故用18O标记空气中的氧气进入葡萄糖的过程：18O2HOC18O218C3C6HO6。(3)根据表格中的数据可以看出，遮光后，菊花的叶绿素含量下降，植物的光合作用速率下降，对胞间
11、CO2的吸收和利用减少，但进入胞间的CO2浓度基本不变，所以胞间CO2浓度上升。25%遮光的菊花重新暴露在自然光照下，光反应增强，C3还原增多而使C5的量增加，而C5的消耗量基本不变，所以C5的含量将增多。4(2023河南开封模拟)为精准扶贫，某科研小组在引进经济植物A时，进行了相关栽培实验。图甲是该植物叶肉细胞光合作用和有氧呼吸过程的示意图，表示相关生理过程；图乙是夏季遮阳对该植物净光合速率影响的实验结果。请分析回答下列问题：(1)图甲中过程所产生的H分别指_(填物质)。(2)图乙中影响P、Q点净光合速率差异的主要环境因素是_。N点净光合速率比M点的低的主要原因与图甲中的过程_(填序号)有关
12、。(3)依据上述实验结果，对栽培经济植物A的合理建议是_。答案(1)NADPH、NADH(2)光照强度(3)在7：3016：30间适度遮阳解析(1)题图甲中，过程为水的光解，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，产生的H是NADPH。过程为有氧呼吸第一、二阶段产生H的过程，发生在细胞质基质和线粒体基质中，产生的H是NADH。(2)据题图乙分析可知，Q点的净光合速率比P点的低，主要是由于70%的遮阳导致光照较弱(环境因素)造成的，所以影响P、Q点净光合速率差异的主要环境因素是光照强度。N点的净光合速率比M点的低，主要是由于气孔关闭，CO2浓度减少，导致题图甲中过程光合作用的暗反应明显减慢。(3)根据题图乙
13、可知，在7：3016：30内35%遮阳处理时植物A的净光合速率大于对照组，所以若要提高植物A的产量，可在7：3016：30间适度遮阳。5(2023广东珠海模拟)叶绿素b的主要功能是吸收和传递光能。光合系统将光能转化成化学能的过程中，当吸收的光能超过光合作用所能利用的量时，过剩的光能会引起光合功能下降，即发生光抑制。当叶绿素b缺失时，不同植物表现出不同的光抑制特性。某科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体水稻和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。请回答下列问题： (1)当光照强度为n时，该突变体水稻单位面积叶片中叶绿体的O2产生速率_(填“大于”“等于”或“小于”)野生型水稻的。当光照强度为m时，推测该突变体叶片气孔开放程度比野生型的_(填“更大”“相等”或“更小”)。(2