光合作用原理的应用 知识点题库

人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列叙述错误的是(   )

A . 该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1和模块2 B . 模块3中的甲为五碳化合物,乙为三碳化合物 C . 在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量与植物的相等 D . 若气泵停转较长时间,模块2中的能量转换效率也会发生改变
将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响如图1,在光照为1000μmol·m-2s-1下测得温度影响光合速率如图2。请据图分析合理的是(  )

A . 本实验的自变量为光照强度和温度 B . 转双基因水稻是通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率 C . 在温度25℃条件下,重复图1相关实验,A点会向左下方移动 D . 在光照强度大于10×102 μmol·m-2s-1后,给转双基因水稻喷施适宜浓度ATP溶液,其光合速率有明显提高,推测此光强下限制转双基因水稻光合速率的主要过程是碳反应阶段
下列示意图中,甲为光合色素分离装置,乙为卡尔文循环,图丙是某同学利用黑藻探究“光强度对光合速率的影响”的实验装置。回答下列问题:

  1. (1) 甲图分离光合色素的方法是,甲装置中有一处错误是
  2. (2) 光合色素的种类和含量直接影响光合作用中的阶段,此阶段产生的ATP和NADpH可用于图乙中的(①或②)过程,NADpH为该过程提供的物质是
  3. (3) 卡尔文循环中,CO2与五碳糖结合为六碳分子,进而生成三碳酸。若有3molCO2进入卡尔文循环,则还原形成mol三碳糖。
  4. (4) 若较强光强度下,图丙装置中有色小液滴向移动,一定时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内量。当CO2浓度突然降低时,则短期内叶绿体中NADpH的含量将(填“增加”“减少”或“不变”),若要用丙装置测黑藻的呼吸速率,可以将丙装置处理,测定液滴移动情况。
下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况(光比蓝紫光的波长更长)。根据此图并结合所学知识分析,下列说法不正确的是(    )

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A . 用温室大棚种植蔬菜时,补充蓝紫光或红橙光有利于提高产量 B . 可用无水乙醇提取色素,用纸层析法分离色素 C . 土壤中缺乏镁时,420~470nm波长的光的利用量会减少 D . 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
农业谚语是劳动人民的经验总结,也是生物学规律的总结。下列有关农业谚语及其描述的生命现象的叙述,错误的是(    )
A . “玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,可以增加产量 B . “小暑不种薯,立伏不种豆”说明不同的植物生长需要的环境条件不同 C . “锄头下面有肥”描述的是中耕松土有利于植物根细胞吸收有机物 D . “有收无收在于水,收多收少在于肥。”说明了植物的生长和发育过程离不开水和无机盐
如图表示某植物叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量或O2产生量的情况。下列叙述错误的是(   )

A . a光照强度为0,此时释放的CO2全部由线粒体产生 B . 光照强度为b时,叶绿体中产生的O2全部进入线粒体中 C . 光照强度为c时,制约光合速率的环境因素主要是光照强度 D . 光照强度为d时,光合作用产生葡萄糖的速率为5.6g·h-1·m-2
下列对提高作物产量措施的原理分析,错误的是(  )
A . 甘薯种植早期增施氮肥,可以提高光合色素含量 B . 棉花种植中“正行通风”,可以提高CO2供应 C . 水稻分蘖末期排干积水,可以降低根细胞呼吸 D . 将玉米与大豆进行间作,可以减少氮肥施用
为了探究某地夏日晴天中午,气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株随机地分为5组,其中1组在田间生长作为对照,其余4组在人工气候室中生长作为实验组,并调节各实验组的光照、CO2浓度等条件与对照组相同,于中午12:30测定各组叶片的光合速率,实验处理和结果如下表所示,请回答下列问题:

对照组

实验组一

实验

组二

实验组三

实验

组四

实验处理

温度℃

36

36

36

31

25

相对湿度/%

17

27

52

52

52

实验结果

光合速率/mgCO2·dm-2·h-1

11.1

15.1

22.1

23.7

20.7

  1. (1) 光反应产物中未参与光合作用却参与了叶肉细胞的其他生理活动的物质是
  2. (2) 根据实验结果可推测中午对小麦光合作用影响较大的环境因素是。在小麦大田中,改变麦田中的上述条件可明显增加小麦光合作用速率的原因可能是
  3. (3) 环境的温度能提高小麦的光合速率主要是
在海水稻的研究过程中,研究人员对盐胁迫下植物的抗盐机理及其对生长的影响进行了研究,将水稻置于高盐胁迫条件下(NaCl浓度200mmolL),测得其叶肉细胞的相关数据,结果如图2所示。图1表示该水稻光合作用某阶段的过程,其中英文字母表示物质成分。请回答:

  1. (1) 图1中,该阶段进行的场所是。其中物质F表示,为碳反应提供。D物质的形成需要浓度梯度提供分子势能。
  2. (2) 为了探究高盐胁迫条件对叶绿体形态及功能的影响,实验小组将正常条件及高盐胁迫下条件培养的成熟叶研磨,通过法获得叶绿体,并制成悬液。在配制叶绿体悬液时,往往要加入一定浓度的蔗糖溶液,目的是
  3. (3) 据图2分析该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度先降后升的原因:盐胁迫第15天之前可能是因为气孔导度(指气孔张开的程度) (选填“升高”或“降低”),使胞间CO2浓度降低;第15天之后胞间CO2浓度逐渐上升,从色素含量变化角度分析,其原因可能是
地膜覆盖,是指生产中用农用塑料薄膜覆盖地表的一种措施,可有效减少土壤水分的蒸发,促进作物对水分的吸收和生长发育。下图1表示采用地膜种植的棉花叶片光合速率随光照强度变化的曲线,图2是光合速率、呼吸速率的测定装置图(图中烧杯内溶液:探究光合作用时为二氧化碳缓冲液;探究呼吸作用时为NaOH溶液)。回答下列问题:

  1. (1) 图1中,棉花叶片光合作用速率与呼吸速率相等的点是(填图中的标号),表示光饱和点的是(填图中的标号)。图中Ⅲ点对应光照强度下,叶肉细胞中O2的移动方向是
  2. (2) 图2装置中小烧杯内的NaOH溶液的作用是。有研究人员提出用图2装置测定植物呼吸速率时,为了提高实验结果的准确性,还需设置对照组,请你参照图2装置,给出对照组的设计方案
  3. (3) 研究人员测得在20℃,适宜光照条件下,图2装置中植物吸收CO2的速率为1.5mg/h;20℃,黑暗条件下,氧气充足时,图2装置中植物释放CO2的速率为0.5mg/h,若在20℃给该植物12h光照,12h黑暗,则该植物24小时内积累的葡萄糖的量是mg(小数点后保留两位)。
为研究北黄花菜在不同光照强度下的生理状况,研究人员分别对4组北黄花菜进行全光照和不同程度的遮阴处理,培养一段时间后,取4组北黄花菜进行相关指标测定,所得结果如表所示。请回答下列问题:

组别

A

B

C

D

相对光照强度

100%

70%

40%

20%

叶绿素a含量/(mg·g1

0.75

0.86

0.92

0.90

叶绿素b含量/(mg·g1

0.62

0.66

0.78

0.88

光补偿点/(μmol·m-2·s-1

40.7

29.1

23.4

17.5

最大净光合速率/(μmol·m-2·s-1

8.7

7.4

3.7

2.5

注:光补偿点是指植物的光合速率等于呼吸速率时的光照强度。光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。

  1. (1) 取A、D两组的叶片各5g,加入、碳酸钙后,研磨过滤,可得到含有色素的滤液。碳酸钙的作用是;制得的滤液可利用法来分离色素。
  2. (2) 光照强度处于B组光补偿点时,C组北黄花菜叶肉细胞叶绿体消耗的CO2的来源是;与B组相比,C组的光饱和点较(填“高”或“低”)。
  3. (3) 据表分析,北黄花菜适宜在(填“露地”或“林下”)种植,在遮阴条件下生长的北黄花菜叶绿素总量增多,对(填“强光”或“弱光”)的利用增强。
用某种大小相似的绿色植物叶片,分组进行光合作用实验:已知叶片实验前质量,在不同温度下分别光照1h(光强度相同),测其质量变化,立即再暗处理1h,再测其质量变化。得到如下结果。以下说法错误的是(    )

组别

温度/℃

27

28

29

30

光照后质量变化/mg

+4

+5

+6

+6

暗处理后与光照前重量变化/mg

+3

+3

+3

+1

A . 光照1h时间,第四组植物光合作用强度最大 B . 光照的1h时间内,第四组植物合成葡萄糖总量为11mg C . 黑暗1h时间,第一、二、三组植物呼吸作用强度相等 D . 表格中四组,光合作用强度依次增大
如图所示为某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果。回答下列问题:

  1. (1) 甲实验表明,给我们的启示是在栽培农作物时要注意
  2. (2) 种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化如图乙所示。0~24h内,(用图示字母表示)点植物积累有机物最多。图中光合作用强度与呼吸作用强度相等的点是。一昼夜后,植物体内的有机物(天“增加”、“减少”或“不变”)。
  3. (3) 将对称叶片左侧遮光右侧曝光(如图丙),并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后,从两侧截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b(单位:g)。则右侧截取的小叶片每小时制造的有机物重量为g。
请结合细胞的结构和功能及光合作用的相关知识完成下列表格:

光合作用的原理

光反应产物中的⑴      

能用于暗反应过程中⑵

若突然降低光照强度,则短时间内C3和C5含量的变化是⑶

光合作用的影响因素及应用

下图表示在夏季晴朗的白天,植物光合作用强度的变化,C点光合作用强度降低的原因是⑷

合理施用化肥会影响作物的光合作用,其原理是⑸

光合作用的相关实验

在绿叶中色素的提取和分离实验中,加入CaCO3的作用是⑹

夏季晴朗的日子,将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外培养一昼夜,植物的生理状态正常,所测定的玻璃罩内的CO2浓度变化如图所示,下列叙述错误的是(   )

A . c点时植物光合作用吸收的CO2量可能与f点时不同 B . d点对应的光照强度可能不是光合作用最适光照强度 C . c点时若突然停止光照,则短时间内叶绿体中三碳化合物的合成速率变大 D . 一昼夜之后,植物体内的有机物含量增加
研究玉米的叶片结构发现,玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列,玉米细胞暗反应中碳同化的过程先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中,PEP可以利用低浓度的CO2 , 过程如图所示。玉米叶肉细胞能将CO2传递给维管束鞘细胞进行卡尔文循环,而在大多数植物(C3植物,例如大豆)中,CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。回答下列问题:

  1. (1) 玉米光合作用光反应的场所是,依据结构决定功能,据图分析最可能的原因是
  2. (2) 某农业大棚中同时种植玉米与大豆,由于工作人员工作失误,未及时通风导致大棚中CO2浓度降低,(填“玉米”或“大豆”)的生长受影响更大,判断的理由是
  3. (3) 若从玉米叶肉细胞中提取叶绿体,置于明暗交替进行的环境中,发现NADpH的含量在一段时间内 上升,请结合题干信息分析,该变化趋势的原因是
研究植物细胞的代谢过程对农业生产有较大的指导意义。下列生产措施对应错误的是(   )
A . 中耕松土→增强农作物根系对矿质元素的吸收 B . 增大昼夜温差→增强农作物有机物的积累量 C . 合理间种→增强农作物的光合作用,提高农作物产量 D . 施农家肥→增强农作物吸收有机养料来提高农作物产量
如图所示为在温度适宜的条件下,光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列叙述错误的是(   )

A . 曲线中a点转向b点时,光反应增强,碳反应增强 B . 曲线中b点转向d点时,叶绿体中C5的含量降低 C . 曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量,与光照强度无关 D . 在一定范围内增加光照和CO2浓度有利于提高光合速率
黄瓜是我国重要的蔬菜作物,光合产物在黄瓜植物细胞中的利用示意图如下。研究人员以北方生长的黄瓜品种为材料,用单层黑色遮阳网(遮荫率70%)对黄瓜幼苗进行遮荫,以自然条件下光照为对照,一段时间后,测定黄瓜的生长发育和光合特性变化,实验结果如下表所示(表中数据的单位忽略)。请分析回答下列问题:

 

 

  1. (1) 光合色素分布于黄瓜叶肉细胞叶绿体的上,需要通过充分研磨破坏叶绿体的膜结构,有利于(试剂)接触溶解色素。
  2. (2) 进行卡尔文循环时CO2首先与结合生成三碳酸,然后被还原为三碳糖,三碳酸还原为三碳糖的过程从能量变化的角度分析属于反应。
  3. (3) 三碳糖在叶绿体外能够转化为X,以便运输到植物体其他细胞被利用。X表示,若生成1个X分子至少需要卡尔文循环轮。
  4. (4) 据表分析,实验组净光合速率显著低于对照组,主要原因是实验组,使光反应产物减少,进而降低了叶肉细胞对CO2的利用率,导致胞间CO2浓度增大。
  5. (5) 据表分析,一段时间后,实验组黄瓜产生了有利于提高其光能利用率的变化有。与叶绿素a相比,叶绿素b在波长430-450nm蓝紫光(弱光下占优势)区有较高的吸收峰和较宽的吸收带,由此推测,实验组叶绿素a/b含量比值(填“大于”、“等于”或“小于”)对照组。
  6. (6) 若将自然条件生长的黄瓜突然用单层黑色遮阳网遮荫,短时间内,黄瓜细胞内三碳酸的含量将(填“增加”、“减少”或“基本不变”)。
研究表明光照条件下植物除可进行光合作用外,还可进行吸收O2放出CO2的过程,称为光呼吸。两者的关系如图所示。

  1. (1) 据图分析,卡尔文循环发生的场所是,此过程的发生除需要相应的酶,还需要光反应产生的
  2. (2) CO2相对含量较高时或O2相对含量较高时C5的反应均需要Rubisco(核酮糖羧化酶)催化,则Rubisco的催化作用是否具有专一性?理由是
  3. (3) 光呼吸的发生会导致植物体碳的固定量减少从而影响产量,大棚栽培时可通过(填“人工补光”“增施农家肥”或“适当升温”)适当降低光呼吸,提高产量。
  4. (4) 目前主流观点普遍认为:干旱和炎热的天气会导致叶片的大量关闭,供应减少,而光呼吸的增强可以消耗多余的能量保护光合器官,所以光呼吸对植物有重要的正面意义。