精做02光合作用1．人们对光合作用的认识经历了漫长的探索历程。回答下列关于光合产物O2中氧的来源的问题。（1）20世纪30年代，凡涅尔比较了不同生物的光合作用过程，发现它们有共同之处，例如：绿色植物CO2+2H2O→（CH2O）+O2+H2O紫硫细菌CO2+2H2S→（CH2O）+2S↓+H2O红细菌C2+2H2→（CH2O）+H2O依据紫硫细菌__________________，可推测绿色植物光合作用产生的O2中氧的来源。（2）1939年希尔（R·Hill）将分离出来的叶绿体放入草酸铁盐溶液中，经过光照后放出O2，同时Fe3+被还原为Fe2+，希尔的实验证明了________________；而且这一发现将光合作用区分为两个阶段：__________________。（3）20世纪40年代初，美国科学家鲁宾和卡门利用_______________（方法）研究了上述问题，实验设计思路是_______________________（利用小球藻进行实验）。2．如图是研究人员通过实验得出的温度对草莓光合作用的影响（以测定的放氧速率为指标）。据图分析回答：（1）由图可知，适合草莓生长的最适温度是________。该温度________（填“是”或“不是”或“不一定是”）草莓光合作用的最适温度，原因是_______________________________________。（2）若向密闭空间内加入18O标记的O2，可在草莓叶肉细胞中检测到有18O的CO2，请写出18O最短的转移途径_______________________（用文字和箭头表示，并注明具体反应阶段）。（3）实践表明，种植密度过大，草莓单株光合作用强度会下降，限制草莓单株光合作用强度的主要外界因素有________等。3．适宜温度下，科研人员在密闭玻璃容器内，对某小型植物的栽培条件进行研究，结果如下图（基质含水量为最大持水量的百分比），请回答相关问题：光照强度μmol/（m2·s）440300170基质含水量100%76%48%100%76%48%100%76%48%干重（g）426846517656384640（1）该实验研究了__________对该植物光合作用的影响，光强为300μmol/（m2·s）时，叶肉细胞内产生NADH的场所是____________________。（2）在探究光照强度对光合作用影响的实验中，向基质中加入的碳酸氢钠溶液的浓度过高，导致植物光合作用速率下降的原因_______________________________。（3）科研人员在适宜光照强度下，又陆续测定了基质含水量100%~48%范围内干重的变化，发现基质含水量76%时干重最大，则基质含水量76%__________（填“是”“不是”或“不一定是”）该植物制造有机物的最适基质含水量，原因是______________________________。（4）在光照强度为440μmol/（m2·s）时，上午测得光合速率数值高于下午测得的数值，据此可推断叶片中光合产物的积累对光合速率有抑制作用（已知叶片光合产物会被运到果实等器官并被利用）。请以长出幼果的植株为实验材料，设计实验验证这一推断。简要写出实验设计思路________________。4．在光合作用研究过程中，陆续发现以下事实：事实1：在人们对光合作用的认识达到一定程度时，以反应式6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2表示光合作用。事实2：1937年，植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于含有一定浓度蔗糖溶液的试管中，制备成叶绿体悬浮液。若在试管中加入适当的“电子受体”，给予叶绿体一定强度的光照，在没有CO2时就能放出O2，同时电子受体被还原。希尔反应式是H2O+氧化态电子受体→还原态电子受体+1/2O2事实3：在希尔反应的基础上，Amon又发现，处于光下的叶绿体在不供给CO2时，既能积累还原态电子受体也能积累ATP；若撤去光照，供给CO2，则还原态电子受体和ATP被消耗，并有有机物（CH2O）产生。根据以上事实，回答下列相关问题。（1）基于以上三个事实推测，光合作用反应式中的C6H12O6中的O可能来自_____。（2）希尔反应模拟了叶绿体光合作用中_____阶段的部分变化，该阶段中电子受体由氧化态变成还原态的____（填物质名称），希尔实验中配制叶绿体悬浮液时加入一定浓度的蔗糖溶液的目的是_____。（3）Amon的实验说明（CH2O）的生成可以不需要光，但需要_____（不考虑水）。（4）若向叶绿体悬浮液中加入C3且提供光照、不提供CO2则短时间内ATP和[H]_____（填“会”或“不会”）出现积累，原因是____________。5．景天科植物具有独特的昼夜节律，在晚上植物体内苹果酸含量升高，糖分含量下降；白天则相反，酸度下降，糖分增多；相应的代谢途径被称为CAM途径，具有此类代谢途径的植物称为CAM植物。图Ⅰ为一昼夜大叶落叶生根（一种CAM植物）CO2吸收速率变化情况，图2为相同时间段内该植物净光合速率的变化情况。（1）据图推测，CAM植物的气孔在______________（填“白天”或“晚上”）开放，细胞中______________很可能是临时储存CO2的载体。（2）研究发现，CAM植物细胞中的CO2最早被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）固定，生成草酰乙酸（OAA），再进一步被还原并大量积累于液泡中。为保证CAM途径的持续进行，物质______________（填英文字母简称）应通过一定化学反应不断重新生成并释放到细胞质中。该途径可通过_________________法追踪C元素的转移路径加以证实。（3）分析图中信息推测，CAM途径是对_______________（填“干旱”或“湿润”）环境的适应；该途径除维持光合作用外，对植物的生理意义还表现在___________________。（4）假设昼夜温度不变，若要利用图2信息计算大叶落叶生根上午10时的实际光合速率，计算的思路是_____________________________。6．科研人员以野生型拟南芥植株为材料进行了相关实验，其叶肉细胞渗透压、叶片ABA含量和气孔阻力（与气孔开闭程度有关，气孔全开时气孔阻力最小）之间的变化关系如图1所示，ABA调节气孔关闭与保卫细胞内K+浓度有关，其作用机制如图2所示。（1）拟南芥叶肉细胞中光合色素分布在__________，作用是__________。（2）据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由是____________________。（3）由图2可知，当ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即__________，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态。为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的____________________。若____________________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭，（4）研究发现，在干旱条件下，ABA浓度与光合色素降解程度呈正相关，请以拟南芥ABA缺失突变体为材料，设计实验验证该结论，写出实验思路和预期结果（光合色素含量的测定方法不作要求）。实验思路：__________________________________________________；预期结果：___________________________________________________。7．夏季研究人员用图1装置探究黑藻的光合速率在24h内的变化情况，其中长方体容器被滑板P(可以左右自由滑动)分成左右互不相通的两部分；实验结果如图2所示(S1、S2、S3表示相应图形面积)。分析回答下列问题(不考虑温度对呼吸作用的影响)：（1）影响图1中黑藻光合速率的主要环境因素有_______;实验过程中应____(填“打开”或“关闭”)图甲装置的阀门K，NaHCO3缓冲液的作用是_______________。（2）图2中表示叶绿体吸收CO2的区段是________________(用字母表示)。一昼夜中有机物积累量为____________(用S所代表的面积表示)。（3）图2中，f点时黑藻产生[H]的结构(部位)有____________；bd段和gh段都呈下降趋势，请分析主要原因：______________________________。8．甲图是大麦幼根的呼吸作用图，乙图为大麦的光合和呼吸作用图。请回答：（1）甲图中E表示___________，阴影部分表示______________，若AB=BC，则A点大麦幼根有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为___________。（2）如果把甲图中大麦幼根换成小鼠，请在图中画出小鼠呼吸作用释放的CO2量与O2浓度之间的关系曲线_______。（请标出横纵坐标的生物学意义等关键信息）（3）乙图中A表示___________，乙图植物有机物积累量最大时对应的最低温度约为_____℃，光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物2倍的点是___________，图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为___________。（4）某同学以新鲜的绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究课题__________________________。需特别注意的是，该实验必须在___________条件下进行。9．实验室中，用不同频率的闪光（Hz=光照—黑暗交替次数/s，光照和黑暗的持续时间相等）照射某植物叶片，在其它条件适宜时，测得叶片的光合速率（CO2µmol·m-2·s-1）变化如下图。据图回答下列问题：（1）光照时，植物叶肉细胞中色素的作用是__________，这个过程发生在__________（场所）。（2）在频闪的黑暗阶段，该植物能合成有机物，这表明光合作用过程中有些反应可以在黑暗条件下进行，这些反应包括__________。（3）闪光频率较低时，随着闪光频率的增加，黑暗阶段的光合速率______。当闪光频率大于1Hz后，光照条件下的光合速率和黑暗条件下的光合速率相等，表明此时光照条件下产生的__________能完全满足___________。10．土壤类型和氮肥的施用量均会影响蚕豆的产量。通过适当的措施减少氮肥的施用量，同时保证蚕豆高产是蚕豆种植业可持续发展的关键。对此科研人员进行了相关实验，实验中涉及的其它条件相同且适宜，结果如图。请回答下列问题：（1）适当增施氮肥能促进蚕豆增产的原因是_______________________。（2）据图分析，氮肥施用量相同时，__________________土壤有利于提高蚕豆产量，原因是_______________________。（3）两种土壤条件下，氮肥施用量超过240kg／hm2情况下，蚕豆产量反而下降，原因是_________________。（4）请结合以上信息说出农业生产中提高产量可采取的措施______________________。11．很多植物体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环，也称为C3途径，这样的植物被称为C3植物；还有一些植物如玉米、甘蔗除了具有C3途径外，还有另外一条固定CO2的途径，即C4途径，这样的植物被称为C4植物，如下图所示。C4途径起到了“CO2泵”的作用，能将叶肉细胞周围低浓度的CO2聚集到维管束鞘细胞叶绿体内形成高浓度的CO2进行高效的光合作用。C3植物叶肉细胞含有大量叶绿体，维管束鞘细胞不含叶绿体；C4植物叶肉细胞有正常的叶绿体，维管束鞘细胞含有没有基粒的叶绿体，进行光合作用时叶肉细胞叶绿体内无淀粉合成，维管束鞘细胞叶绿体内有大量淀粉合成。请回答下列问题：（1）C3植物和C4植物体内固定CO2的物质分别是________________、____________。C3植物和C4植