题目内容

【题目】盐藻是生活在海水中的绿藻。某研究小组以盐藻为材料利用下图所示装置进行实验,探究影响光合作用的因素。提供的试剂有:062mo1/L NaCl溶液(近似海水盐度)、20mol/L NaCI溶液、30mol/L NaCl溶液、CO2缓冲液。 方法步骤:

第一步取如图所示装置3套,分成甲、乙、丙三组,处理如下表所示:

组别

C烧杯

D烧杯

甲组

一定量的盐藻+062mol/L NaCl溶液100mL

30mL CO2缓冲液

乙组

等量的盐藻+20mol/L NaCl溶液100mL

丙组

等量的盐藻+30mol/L NaCl溶液l00mL

第二步置于适宜的光照和温度条件下培养一段时间;

第三步记录有色液滴移动的情况,分析结果,得出结论。

请回答下列问题:

1)该实验的目的_________

2)溶液①是_________。若乙组由于瓶内气压升高使得有色液滴右移,则瓶内气压升高的原因是_________

3)若甲、乙、丙三组有色液滴右移的刻度读数为:甲>>丙,则说明__________

4)盐藻进行光合作用的场所是叶绿体。在其基质中进行的暗反应包括________________两个阶段。若突然停止光照,短时间内C3化合物含量将________。请写出在类囊体薄膜上与能量转化有关的反应式____________

【答案】探究不同浓度氯化钠溶液对盐藻光合作用的影响 30mlCO2缓冲液 盐藻光合作用产生的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气,使瓶内气压升高,液滴右移 净光合作用强度大小关系是甲>乙>丙,说明NaCl溶液浓度对盐藻光合作用强度有影响:在一定范围内NaCl浓度越高光合作用强度越弱 CO2的固定 C3的还原 升高

【解析】

1CO2缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳,因此装置中气体量变化为氧气量的变化。
2、分析装置和表格:C烧杯中不同浓度的氯化钠溶液,可以看出本实验的探究目的是“探究不同浓度氯化钠溶液对盐藻光合作用的影响”;由于实验遵循单一变量的原则,所以D烧杯中的物质都是30mLCO2缓冲液。

1)该实验的目的是探究不同浓度氯化钠溶液对盐藻光合作用的影响。
2)溶液①是30mlCO2缓冲液。若乙组由于瓶内气压升高使得有色液滴右移,则瓶内气压升高的原因是盐藻光合作用产生的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气,使瓶内气压升高,液滴右移。
3)若甲、乙、丙三组有色液滴右移的刻度读数为:甲>乙>丙,则净光合作用强度大小关系是甲>乙>丙,说明NaCl溶液浓度对盐藻光合作用强度有影响:在一定范围内NaCl浓度越高光合作用强度越弱。
4)盐藻进行光合作用的场所是叶绿体。在其基质中进行的暗反应包括CO2的固定和C3的还原两个阶段。若突然停止光照,光反应产物[H]ATP的量会突然减少,导致三碳化合物的还原减弱,消耗的三碳化合物减少,剩余的增多,所以短时间内C3化合物含量将升高。光合作用的的总反应式为:

练习册系列答案
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【题目】阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。

20世纪60年代,科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态,发现这些作物的叶照光后移至黑暗环境,短时间内(约1分钟)出现CO2释放量急剧增高的现象,随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出,植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O2,释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。

光呼吸过程简图

光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco是一个双功能的酶,具有催化羧化反应和加氧反应两种功能,其催化方向取决于CO2O2的浓度。当CO2浓度高而O2浓度低时,RuBP1,5-二磷酸核酮糖,C5)与进入叶绿体的CO2结合,经此酶催化生成2分子的PGA3-磷酸甘油酸,C3),进行光合作用;反之,RuBPO2在此酶催化下生成1分子PGA1分子PG2-磷酸乙醇酸,C2),后者在相关酶的作用下生成乙醇酸(光呼吸的底物),通过光呼吸代谢循环合成PGA,重新加入卡尔文循环,而1/ 4PG则以CO2的形式释放。

有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来,而CO2重新利用又需要消耗ATP[H],因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程,限制了作物产量。

近年来,科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸,植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物,其合成与Rubisco具有羧化和加氧反应的特性有关,而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下,叶绿体内NADPH/NADP+比值较高,会导致更多自由基生成,使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2 不断释放,并在叶绿体中重新被固定,有助于降低自由基的形成,从而起保护作用。

1Rubisco是一种存在于_____的酶,在光照条件下,可以催化RuBPCO2生成PGA,再利用光反应产生的____将其还原;也可以催化RuBPO2反应,推测O2CO2比值______时,有利于光呼吸而不利于光合作用。通过光呼吸可以将Rubisco催化产生PG______(用比值表示)的碳重新利用,从而将光呼吸所造成的负面效应最小化。

2)比较细胞呼吸和光呼吸的区别,写出你进行比较的角度(至少写出三个方面)__________

3)请写出验证植物存在光呼吸现象的实验设计思路,并将预期实验结果绘制在给定的坐标系中。_______

4)请结合本文内容,提出光呼吸对植物体的重要意义。__________

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