大題沖關(guān)-練核“芯”2-光合作用大題

核“芯”2光合作用大題(時間：35分鐘)1.(2022·稽陽聯(lián)誼)圖A為菠菜葉肉細(xì)胞及光合作用示意圖，序號①②表示葉肉細(xì)胞內(nèi)的兩種基質(zhì)；圖B為菠菜兩個不同品種甲和乙的表觀(凈)光合速率與光強(qiáng)度關(guān)系圖。(1)可利用菠菜葉片下表皮保衛(wèi)細(xì)胞做“觀察葉綠體”的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槠淙~綠體________(填“大而密”“大而稀”“小而密”或“小而稀”)。還可利用菠菜烘干葉片提取并分離光合色素，研磨過程中需加入________以保護(hù)色素；也可用光電比色法測定葉綠素含量，用單位時間單位葉綠素含量消耗的________表示光合速率。(2)依據(jù)圖A，光合作用相關(guān)的酶分布于________中(填“①”或“②”)，其中Rubisco酶是碳(暗)反應(yīng)的關(guān)鍵酶，也是菠菜葉片中含量最豐富的蛋白質(zhì)，它的活性受________影響，因此在黑暗條件下碳(暗)反應(yīng)難以正常進(jìn)行。(3)甲、乙兩種菠菜單獨(dú)種植時，依據(jù)圖B，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的是________。因此，菠菜高產(chǎn)種植的關(guān)鍵要素之一是播種稀密均勻。但研究發(fā)現(xiàn)，如果將部分葉片遮光反而會提高非遮光葉片的二氧化碳同化速率，其主要原因是________________________。答案(1)大而稀碳酸鈣二氧化碳量(2)②光照或ATP和NADPH(3)甲部分遮光的葉片其呼吸速率大于光合速率，有機(jī)物的消耗量大于生成量，因此在一定程度上促進(jìn)非遮光部位的有機(jī)物輸出，進(jìn)而促進(jìn)二氧化碳的同化速率解析葉綠體大而稀更便于觀察形態(tài)結(jié)構(gòu)。從圖B中可以看出，在光強(qiáng)度減弱時甲的凈光合速率受影響更顯著，所以種植密度大時葉片遮蓋，導(dǎo)致光照減弱，甲的下降幅度更大。2.(2022·金華十校?？?人類活動正在干擾和破壞臭氧的自然平衡，導(dǎo)致到達(dá)地面的紫外線輻射強(qiáng)度增加。有研究者研究了不同強(qiáng)度紫外線對佛手光合作用的影響。設(shè)置了自然光照(CK)、紫外線強(qiáng)度增強(qiáng)25%組(R1)、紫外線強(qiáng)度增強(qiáng)50%組(R2)三組，每組處理3個重復(fù)，連續(xù)處理56天，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。組別葉綠體形態(tài)葉綠素含量CK緊貼細(xì)胞邊緣，呈長橢圓形，膜結(jié)構(gòu)完整1.6[mg·(FW)－1]R1明顯腫脹變形，葉綠體膜完整性有輕微破壞，基粒松散1.2[mg·(FW)－1]R2腫脹加劇，葉綠體膜邊緣模糊部分破損缺失；基粒膨脹松散，類囊體模糊不清0.7[mg·(FW)－1](1)該實(shí)驗(yàn)的因變量是________。(2)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測，紫外線照射導(dǎo)致葉綠素含量下降的原因是________________。(3)為進(jìn)一步研究紫外線對葉綠體活力的影響，需將得到的葉綠體置于0.35mol·L－1NaCl(等滲)溶液中，其目的是________________________________。(4)葉綠素具有________的功能，因此可預(yù)測R2組的光合速率下降。取R2組的類囊體分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)生在類囊體基質(zhì)中水的光解速度下降，由此判斷，在相同光照條件下R2組類囊體基質(zhì)的平均pH________(填“大于”“小于”或“等于”)CK組；同時發(fā)現(xiàn)，R2組ATP合成酶數(shù)量下降，ATP合成酶由親水頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水尾部組成，說明這是一種________分子。答案(1)葉綠素含量、葉綠體形態(tài)(2)紫外線破壞了基粒(或類囊體膜)的結(jié)構(gòu)，同時紫外線可能直接破壞了葉綠素(3)保證葉綠體的正常形態(tài)(4)吸收(傳遞)和轉(zhuǎn)化光能大于兩性解析(1)分析表格，不同強(qiáng)度紫外線處理后，葉綠體形態(tài)和葉綠素含量均發(fā)生變化，可知該實(shí)驗(yàn)的因變量是葉綠體形態(tài)和葉綠素含量。(2)分析表格，與自然光對照組相比，用紫外線處理后，葉綠體膜、類囊體、基粒破壞嚴(yán)重，造成葉綠素含量下降，另外，紫外線照射也可能直接破壞葉綠素分子，最終導(dǎo)致葉綠素含量下降。(3)等滲溶液是指外界溶液與膜內(nèi)滲透壓相同的溶液，將葉綠體置于0.35mol·L－1NaCl(等滲)溶液中，葉綠體不發(fā)生滲透作用，能保證葉綠體的正常形態(tài)。(4)葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，具有吸收(傳遞)和轉(zhuǎn)化光能的功能。水光解后生成H＋和O2，產(chǎn)生的H＋使類囊體基質(zhì)內(nèi)pH下降，R2組水的光解速率下降，則類囊體基質(zhì)的H＋濃度下降，pH大于對照組。ATP合成酶由親水頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水尾部組成，說明這是一種兩性分子，同時具有親水性和疏水性。3.(2022·諸暨診斷)實(shí)驗(yàn)室中，用不同頻率的閃光(Hz＝光照－黑暗交替次數(shù)/s，光照和黑暗的持續(xù)時間相等)照射某植物葉片，在其他條件適宜時，測得葉片的光合速率(CO2μmol·m－2·s－1)變化如下圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)在頻閃的光照階段，氮與________離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于驅(qū)動________和ATP、NADPH的合成；RuBP(五碳糖)羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥絖_______分子上，反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為糖類，很多植物合成的糖類通常會以________的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。(2)在閃光頻率為0.1Hz的黑暗階段，該植物________(填“能”或“不能”)合成三碳糖，該階段植物________(填“有”或“沒有”)氧氣產(chǎn)生。當(dāng)閃光頻率大于1Hz后，光照條件下的光合速率和黑暗條件下的光合速率相等，原因是________________________。(3)將植物葉片置于透明的密閉容器中，給予2Hz閃光頻率，在其他條件適宜時，測得葉片的光合速率逐漸下降，原因是________________________。答案(1)鎂水的光解五碳糖(RuBP)淀粉(2)能沒有光照條件下產(chǎn)生的ATP和NADPH能完全滿足黑暗條件下碳(暗)反應(yīng)對ATP和NADPH的需求(3)葉片光合作用消耗CO2的速率大于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的速率，容器中CO2的濃度降低，葉片光合速率逐漸降低。解析(1)氮與鎂離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，從而促進(jìn)光合作用的光反應(yīng)階段NADPH、ATP的合成和水的光解；在碳(暗)反應(yīng)階段，RuBP(五碳糖)羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥轿逄继?RuBP)分子上，反應(yīng)形成1個六碳分子，六碳分子隨即分解為2個碳酸，三碳酸被還原為三碳糖；很多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中。(2)在閃光頻率為0.1Hz的黑暗階段，該植物仍然可以進(jìn)行碳(暗)反應(yīng)，仍能合成三碳糖，此時不進(jìn)行光反應(yīng)，沒有氧氣產(chǎn)生。當(dāng)閃光頻率大于1Hz后，光照條件下產(chǎn)生的ATP和NADPH能完全滿足黑暗條件下碳(暗)反應(yīng)對ATP和NADPH的需求，光照條件下的光合速率和黑暗條件下的光合速率相等。(3)將植物葉片置于透明的密閉容器中，給予2Hz閃光頻率，葉片光合作用消耗CO2的速率大于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的速率，容器中CO2的濃度降低，葉片光合速率逐漸降低。4.(2022·杭州質(zhì)檢)小球藻是一種單細(xì)胞藻類，常用于光合作用的相關(guān)研究?；卮鹣铝袉栴}：實(shí)驗(yàn)18O的比例H2OKHCO3和K2CO2O210.850.620.8620.200.400.2030.200.570.20(1)為研究光合作用釋放的O2來源于什么物質(zhì)，魯賓等以小球藻為實(shí)驗(yàn)材料，用18O標(biāo)記的K2CO3、KHCO3、H2O進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。分析表中數(shù)據(jù)可知光合產(chǎn)物O2中的氧來源于________，判斷依據(jù)是________________________。實(shí)驗(yàn)中小球藻光合作用所需CO2來源于________(填場所)。若在光源和小球藻之間放置紅色濾光片而獲得單一波長的紅光。則小球藻產(chǎn)生O2的速率將________。(2)為研究光合作用中碳的同化和去向，卡爾文等用14CO2處理小球藻不同時間，隨后________(填“停止光照”“加熱殺死小球藻”或“停止光照或加熱殺死小球藻”)從而終止反應(yīng)。通過雙向紙層析分離小球藻中的有機(jī)物，進(jìn)行放射自顯影處理后形成若干斑點(diǎn)，每個斑點(diǎn)對應(yīng)一種化合物，結(jié)果如圖所示。據(jù)甲圖分析，含量最多的化合物最可能是________(填圖中字母)。已知，點(diǎn)樣處位于上圖濾紙的左下角；雙向紙層析是第一次層析后，將濾紙旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行第二次層析的方法；層析液中溶解度越大的物質(zhì)在濾紙上擴(kuò)散得越快。據(jù)圖分析兩次層析過程中使用________(填“相同”或“不同”)的層析液，判斷依據(jù)是________________________。答案(1)H2OO2中18O的比例與H2O中18O的比例基本一致細(xì)胞外、線粒體降低(2)加熱殺死小球藻A不同若干斑點(diǎn)在水平方向上的擴(kuò)散距離無明顯差異，而在垂直方向上差異明顯(或若干斑點(diǎn)在垂直方向擴(kuò)散距離無明顯差異，而在水平方向上差異明顯)解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，光合產(chǎn)物O2中18O的比例與原料H2O中18O的比例基本一致，因此可說明光合產(chǎn)物O2來源于H2O。實(shí)驗(yàn)中小球藻光合作用所需CO2來源于線粒體和細(xì)胞外。經(jīng)紅色濾光片濾光后，小球藻可利用的光能減少，因而產(chǎn)生O2的速率降低。(2)為研究光合作用中碳的同化和去向，卡爾文等用14CO2處理小球藻不同時間，隨后加熱殺死小球藻，防止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，如果停止光照，小球藻還是會進(jìn)行短時間的碳(暗)反應(yīng)固定CO2；用紙層析法分離有機(jī)物的原