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题型:综合题 题类: 难易度:普通

浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末考试生物试题

植物工厂是一种新兴的农业生产模式,可在设施内通过高精度人工控制光照、温度、CO2浓度等因素实现作物增产的高效农业系统。生菜是植物工厂培养的常见速生蔬菜之一,为提高经济效应,某研究小组探究了不同时间间隔的红蓝光(LED灯)交替照射对生菜光合作用的影响,实验结果如下表所示。

光照处理

净光合速率(μmol·m-2s-1

叶绿素含量(mg·g-1

胞间CO2浓度(μmol·mol-1

R/B (5min)

6.6

0.78

494

R/B (30min)

8.1

0.98

455

R/B (60min)

7.7

0.83

462

RB

7.1

0.56

523

(注:R 表示红光,B 表示蓝光;R/B (5min)表示先用红光照射 5 分钟,再用蓝光照射5分钟,红蓝光交替照射,其他以此类推;RB 表示红蓝光同时照射,作为对照。)回答下列问题:

(1)、为测定不同处理下生菜叶片的叶绿素含量,可用试剂提取光合色素后再利用一定的技术测定吸光率,经计算得到实验结果。提取时,还需要加入以防止叶绿素在研磨过程中受到破坏。
(2)、实验中,科研人员选用红蓝光组合的LED灯培植生菜的原因是。据表分析,30min和60min红蓝光交替照射能叶肉细胞中的叶绿素含量,使更多的光能转化为储存在中的化学能,这促进了碳反应中的过程;其中处理组的增产效果更好。除了红蓝光交替照射外,在光照方面还可以通过采取(写出 1点)措施提高生菜的产量。
(3)、植物工厂在控制光照条件的同时,适当提高CO2浓度能进一步提高生菜产量。生菜吸收的CO2转变为有机物的途径称为循环,其产物可运至叶绿体外转变成,并运到植物体其他部位供细胞利用。
举一反三

回答下列问题:

I、人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,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。

(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是{#blank#}1{#/blank#},模块3中的甲可与CO2结合,甲为{#blank#}2{#/blank#}。
(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将{#blank#}3{#/blank#}(填:“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是{#blank#}4{#/blank#}。
(3)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{#blank#}5{#/blank#}(填:“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是{#blank#}6{#/blank#}。
(4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是{#blank#}7{#/blank#}。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

II、为了探究空间搭载对植物光合作用的影响,研究人员以粳稻东农416(DN416)为材料,进行了系列研究。请回答问题:

(5)研究人员将DN416的种子空间搭载12天后,返回地面在原环境中种植,测定其幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs,气孔张开的程度)和叶绿素含量的变化,结果如下表。
 

对照组

实验组

Pn

25.52±2.32

18.46±1.30

Gs

253.62±21.61

191.84±19.91

叶绿素含量(mg/g)

35.12

26.35

表中数据显示{#blank#}8{#/blank#},说明空间搭载抑制光合作用的光反应和暗反应,从而降低了DN416的净光合速率。

(6)为探究空间搭载后叶绿素含量变化影响DN416光合作用的机制,研究人员做了进一步检测。

①光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有{#blank#}9{#/blank#}光能的作用,包括光系统I(PSI)和光系统II(PSII)。如图所示,PSII中的光合色素吸收光能后,一方面将{#blank#}10{#/blank#}分解为氧气和H+ , 间时产生的电子经传递,可用于NADP+和H+结合形成NADPH。另一方面,在ATP合成酶的作用下,{#blank#}11{#/blank#}浓度梯度提供分子势能,促使ADP与Pi反应形成ATP。

②叶绿素荧光参数是描述植物光合作用状况的数值,Fo反映叶绿素吸收光能的能力,Fv/Fm反映PSII的电子传递效率。研究人员测定了(1)中不同组别的叶绿素荧光参数,发现实验组中Fo和Fv/Fm均比对照组低,说明DN416{#blank#}12{#/blank#}含量的减少,降低了光能的吸收和转化效率,进而降低光合作用速率。

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