【題目】科研人員利用紅外線CO2分析技術發(fā)現(xiàn)煙草、大豆等作物的葉照光后移至黑暗環(huán)境,短時間內(nèi)(1分鐘)出現(xiàn)CO2釋放量急劇增高的現(xiàn)象,隨后釋放量減少至與黑暗環(huán)境一致,由此提出,植物的葉肉細胞在光下必有一個與呼吸作用不同的生理過程。這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸,是一種借助葉綠體、線粒體等多種細胞器共同完成的消耗能量的反應。研究發(fā)現(xiàn),植物的Rubisco酶具有“兩面性”,其催化方向取決于CO2O2的濃度。有數(shù)據(jù)表明,植物體在低濃度CO2情況下,葉綠體內(nèi)NADPHNADP+比值較高,會導致更多自由基生成,使葉綠體的結構和功能受到損傷。請回答下列問題:

(1)Rubisco是一種存在于______的酶,在光照條件下,可以催化C5CO2生成C3,再利用光反應產(chǎn)生的________將其還原;也可以催化C5O2反應,推測O2CO2比值_____時,有利于光呼吸而不利于光合作用。

(2)比較細胞呼吸和光呼吸的區(qū)別,寫出你進行比較的角度(至少寫出兩個方面)__________________。結合本文內(nèi)容提出光呼吸對植物體的意義________________________________。

(3)請寫出驗證某植物存在光呼吸現(xiàn)象的實驗設計思路,并預期實驗結果。___________

【答案】葉綠體基質(zhì) [H][H]、ATP 反應場所,反應條件,能量狀況 光呼吸可減少自由基的形成,對植物有保護作用;光呼吸過程產(chǎn)生的CO2可保持CO2濃度低時暗反應的運轉等 設計思路:在適宜條件下先測定光照時該植物CO2吸收速率,一段時間后對該植物進行遮光(完全黑暗)處理,遮光后每10秒測定一次CO2釋放速率(或短時間內(nèi)多次測定CO2釋放速率),直到CO2釋放速率不變

預期結果:光照時植物表現(xiàn)為吸收CO2,遮光后CO2釋放速率急劇增加,隨后CO2釋放速率逐漸減少,最后CO2釋放速率不變

【解析】

由題干信息可知,植物在光下會進行一種區(qū)別于光合作用和呼吸作用的生理作用,即光呼吸作用,該作用在光下吸收O2產(chǎn)生CO2,分析圖示可知該現(xiàn)象與植物的Rubisco酶有關,它催化五碳化合物反應取決于CO2O2的濃度,當CO2的濃度較高時,會進行光合作用的暗反應階段,當O2的濃度較高時,會產(chǎn)生三碳化合物進入線粒體中進行光呼吸。

1)由于Rubisco酶催化植物的光合作用暗反應階段,所以它位于葉綠體基質(zhì);光反應產(chǎn)生的[H]具有很強的還原性,會將暗反應產(chǎn)生的C3還原;圖示中表示當O2的濃度較高時,會產(chǎn)生三碳化合物進入線粒體中進行光呼吸,因此O2CO2比值較高時,植物更傾向于進行光呼吸;

2)根據(jù)圖示可以發(fā)現(xiàn)光呼吸需要植物在光下,當O2的濃度較高時由Rubisco酶完成的一種反應,而Rubisco酶存在于葉綠體中,所以反應條件和反應場所都與細胞呼吸不同,由于細胞呼吸存在的意義是為細胞提供能量,所以還可以對比兩者之間在能量狀態(tài)上的不同;題干中描述植物體在低濃度CO2情況下,葉綠體內(nèi)NADPHNADP+比值較高,會導致更多自由基生成,使葉綠體的結構和功能受到損傷,可以發(fā)現(xiàn)植物此時進行光呼吸可以消耗氧氣釋放二氧化碳,相當于增加了二氧化碳的濃度,減少植物自由基的產(chǎn)生,對植物有保護作用,同時圖示中表示光呼吸后形成的二氧化碳也可以參與卡爾文循環(huán),作為光合作用的原料;

3)由于光呼吸是指植物在光下吸收氧氣釋放二氧化碳的過程,所以可以從植物釋放氣體的種類和含量的角度設計實驗,將實驗的自變量定義為是否進行光照處理,因變量為二氧化碳在不同條件下的釋放量。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】閱讀下面的材料,回答(1)~(4)題。

芬太尼:從“天使”到“魔鬼”

芬太尼一直是我國及國際嚴格管控的強效麻醉性鎮(zhèn)痛藥。201941日,國家藥品監(jiān)督管理局將芬太尼類物質(zhì)列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補目錄》。芬太尼通常用作鎮(zhèn)痛藥物或麻醉劑,藥理作用與嗎啡類似。在同類藥物中,芬太尼是藥效非常強的一種,它的作用強度大約相當于嗎啡的50100倍,海洛因的2540倍。芬太尼的脂溶性很強,易于透過血腦屏障而進入腦,具有鎮(zhèn)痛作用強、起效較快等特點,適用于臨床各種手術麻醉、術后鎮(zhèn)痛,但長期使用會成癮。

芬太尼作用機理是:當其與某神經(jīng)元上的阿片受體結合后,抑制Ca2+內(nèi)流、促進K+外流,導致突觸小泡無法與突觸前膜接觸阻止痛覺沖動的傳遞,從而緩解疼痛;同時芬太尼作用于腦部某神經(jīng)元受體,促進多巴胺釋放,讓人產(chǎn)生愉悅的感覺。芬太尼的典型副作用包括嗜睡、困倦和惡心,更嚴重的副作用包括低血壓、呼吸抑制和長期使用使快感閾值升高(維持相應的神經(jīng)興奮水平需要更多的藥物),導致的成癮。如果沒有醫(yī)學專業(yè)人員迅速解決,呼吸能力降低可能導致死亡。為了控制過量風險,芬太尼作為治療藥

物的使用都在醫(yī)生的嚴密監(jiān)控下進行。醫(yī)生在調(diào)整藥物劑量時都非常謹慎小心。

真正嚴重的問題是所謂非醫(yī)用芬太尼(毒品),不法分子很容易用化學原料直接合成新的衍生物,不需要從罌粟中提取。這些新生的物質(zhì),作用效果與芬太尼相似,能鎮(zhèn)痛、有成癮性,作用強度往往更高。因此,把芬太尼當作是海洛因之類傳統(tǒng)毒品的“低成本替代品”和“增強劑”。而不法分子不可能像藥理學家那樣,對它們進行毒理研究。結果就是,因芬太尼類物質(zhì)濫用而死亡的人節(jié)節(jié)攀高。

芬太尼可以是緩解人類疾苦的“天使”,也可以成為讓人墜入成癮深淵的“魔鬼”,而這一切都取決于人們?nèi)绾稳ス芾砗褪褂盟?/span>

1)神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式為___________。疼痛由一些強烈的傷害性刺激使痛覺感受器產(chǎn)生的興奮(神經(jīng)沖動)以___________形式沿著神經(jīng)纖維傳導,在___________產(chǎn)生痛覺。芬太尼作用于下圖中的__________(填寫“受體1”或“受體2”),使興奮性遞質(zhì)的釋放量,從而起到鎮(zhèn)痛效果。

2)芬太尼的作用是___________呼吸中樞對CO2敏感性,導致呼吸能力降低。CO2對呼吸中樞的調(diào)節(jié)屬于___________調(diào)節(jié)。

3)你如何理解文章中出現(xiàn)的芬太尼既是“天使”,也是“魔鬼”這一說法?___________________

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖是[H ]隨化合物在生物體內(nèi)轉移的過程,下面對其分析不正確的是

A.產(chǎn)生的[H]可在過程中將三碳化合物還原

B.H]經(jīng)轉移到水中,其過程需氧氣參與

C.能形成ATP的過程有①②④⑤⑥⑦

D.長在向陽坡上的小麥比背陽坡上的小麥過程旺盛

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】玉米條紋病由a細菌感染引起,葉枯病則由P細菌感染引起,玉米抗條紋病和不抗條紋 病是一對相對性狀由基因A、a控制,抗葉枯病和不抗葉枯病由基因B、b控制,兩對等位基因 獨立遺傳。以下是利用玉米品種甲、乙(均為純種)所做實驗的結果:

實驗組別

品種

細菌感染自交子代

細菌感染自交子代

1

均成活

均死亡

2

均死亡

均成活

請據(jù)表回答:

1)抗葉枯病的玉米品種是________,判斷依據(jù)是________。

2)若用兩種細菌同時感染品種乙的多株植株,則成活率為________。

3)以上述玉米品種甲、乙為親本進行雜交,取其F2中的三棵植株分別編號12,3,讓其自交,收獲種子并分別播種于不同實驗區(qū)中進行相應處理,統(tǒng)計各區(qū)的存活率,結果如下表:

實驗處理

無菌水

α細菌 進行感染

β細菌 進行感染

α細菌細菌進 行雙感染

植株1 自交后代存活率(%)

100

25

0

0

植株2自交后代存活率(%)

100

100

75

75

植株3 自交后代存活率(%)

100

25

75

18.75

據(jù)表推測:

①抗條紋病是 __________ (顯性性狀隱性性狀”)。

品種甲的基因型是 _________ ,植株2的基因型是 ___________ 。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下圖是某人在攝食后及運動過程中血糖平衡調(diào)節(jié)示意圖,相關分析錯誤的是

A.攝食后血糖濃度升高,與胰島A細胞的分泌活動有關

B.A點后血糖濃度降低,與組織細胞對血漿中葡萄糖的攝取、利用和儲存有關

C.B點后血糖濃度升高,與胰高血糖素促進肝糖元的分解有關

D.血糖濃度正常水平的維持是通過反饋調(diào)節(jié)達成的

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制地投放到經(jīng)人工控制的濕地上。污水、污泥在沿一定方向流動的過程中,利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學、生物三重協(xié)同作用對污水、污泥進行處理的一種技術。請回答下列有關某人工濕地的相關問題:

(1)人工濕地中生物群落的豐富度是指___________,區(qū)分該群落同其他群落的重要特征是____________。研究人員采用標志重捕法調(diào)查該地區(qū)的某瀕危動物時,發(fā)現(xiàn)有部分被標記個體在調(diào)查期間遷出了調(diào)查區(qū)域,這種情況會造成調(diào)查結果_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)

(2)圖為能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖,其中abc…表示能量。在實際生產(chǎn)中,人們往往要增大系統(tǒng)中ca的比值,其意義在于______________,在一定的時間內(nèi)對該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行定量分析時,發(fā)現(xiàn)b>i+d+h2,這是因為_________。流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是____________________。

(3)人工濕地中的蘆葦、藻類等植物生長迅速,細菌、真菌等微生物的分解作用是凈化污水的重要途徑,為了提高分解的效率,可采取的有效措施是__________________。

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下圖是種群數(shù)量增長的“J”型和“S”型曲線,陰影部分代表環(huán)境阻力,K值是S型曲線的最大值。當環(huán)境阻力增大時,K值的變化是

A.增大B.減小C.不變D.無法判斷

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】某哺乳動物的基因型為AABbEe,如圖是該動物一個精原細胞在產(chǎn)生精子過程中某時期的示意圖,以下有關說法錯誤的是( )

A. 圖示細胞中,a基因應該來源于交叉互換或基因突變

B. 圖示細胞為次級精母細胞,該細胞中含2個染色體組

C. 基因B/b與基因E/e之間的遺傳遵循自由組合定律

D. 該精原細胞產(chǎn)生的精子細胞基因型有ABe、aBe、AbE

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】某些植物細胞利用如圖中的①將細胞內(nèi)的H+運出,導致細胞外H+濃度較高;如圖中的②能夠依靠H+濃度差把H+和蔗糖分子運入細胞。下列敘述錯誤的是(

A.①和②都是載體蛋白

B.H+以主動運輸?shù)姆绞竭\出細胞

C.蔗糖被運進細胞的過程不消耗ATP

D.H+被運出細胞的速率只受能量的限制

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