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2016年安徽省“江南十校”高三联考


2016 年安徽省“江南十校”高三联考 理科综合能力测试 第 I 卷(选择题共 126 分)
一、选择题:本题共 13 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合 题目 要求的。 1.下列有关实验和研究方法,叙述正确的是 A.绿叶中色素提取的原理是色素在层析液中溶解度越大,在滤纸上扩散越快 B.盐酸在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目的变化” 中的作用原理相同 C.萨顿用假说演绎法证实了基因在染色体上 D.探究酵母菌的呼吸方式可以用是否产生二氧化碳予以确定 2.已知与人体血红蛋白合成有关的一对等位基因是 HbA 和 Hbs。只有纯合子( HbsHbs)患镰 刀型细胞贫血症, 患者大多于幼年期死亡。 只含一个致病基因的个体不表现镰刀型细胞贫 血症,并对疟疾具有较强的抵抗力。以下说法不正确的是 A.该致病基因的出现是基因突变的结果,可以用显微镜检测镰刀型细胞贫血症 B.杂合子不易感染疟疾,显性纯合子易感染疟疾 C.基因 HbA 和 Hbs 不可能存在于一个染色体组中 D.非洲某流行疟疾的地区消灭疟疾后,HbA 基因频率会上升 3.小肠上皮细胞跨膜运输葡萄糖的过程如图所示,判断下列说法正确的是

A.由图可知,葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式是主动运输 B.图中同向转运蛋白可同时转运 Na+和葡萄糖,所以该载体蛋白不具有特异性 C.人体温发生变化时,不会影响 Na+进出小肠上皮细胞 D.小肠上皮细胞 Na+排出的方式和神经细胞 K+外流的方式不同 4.科学家在癌细胞培养液中加入维生素 c(实验组)以研究其对癌细胞生长的影响。培养 过程 中定时检测处于分裂期细胞的百分比,得到如图曲线。据此分析,下列有关说法正确的是

A. 实验组细胞培养液中的尿嘧啶在 l0-llh 消耗速率比其他时间段快 B. 在 l0-llh 时,实验组细胞正在进行 DNA 复制,而对照组细胞 DNA 复制已完成 C.在 l0h 时,对照组细胞中染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离 D. 由图可推测,维生素 c 可在一定程度上抑制癌细胞增殖 5.红圆蚧是美国加州南部的一种柑桔害虫,蔷薇轮蚧小蜂能寄生红圆蚧而抑制其爆发。但 在引入岭南蚜小蜂的十年后, 岭南蚜小蜂几乎在整个区域完全取代了蔷薇轮蚧小蜂。 下列叙 述不正确的是 A.岭南蚜小蜂与蔷薇轮蚧小蜂是竞争关系 B.岭南蚜小蜂能够摄取红圆蚧的养分以维持生活 C.岭南蚜小蜂可以改变红圆蚧和蔷薇轮蚧小蜂相互作用的结果 D.岭南蚜小蜂的引入使该群落的丰富度增加 6.关于植物激素的叙述,不正确的是 A.喷洒一定浓度的生长素溶液可以控制柑橘和葡萄柚的落果,使之在未采摘时不脱落 B.玉米矮化病毒能显著抑制玉米植株的生长使植株矮小,可能是该病毒抑制了赤霉素合 成 C.水稻开花时因天气原因未能完成正常受粉,可喷洒适宜浓度生长素溶液以减少损失 D.进行植物组织培养时,向培养基中加入细胞分裂素有利于细胞的分裂和生长 29.(11 分) 早春开花的植物雪滴兰,雪落花开,不畏春寒。请回答: (1)在弱光条件下雪滴兰叶肉细胞产生 ATP 的场所有 。 (2)雪滴兰开花时花序细胞的耗氧速率远高于其他细胞,但 ATP 的生成量却远低于其他 细胞。据此推知,其花序细胞的呼吸方式主要是 ,花序细胞呼吸释放的热能 (填 “多于” “等于”或“少于” )其他细胞。 (3)在适宜温度和水供应的条件下将雪滴兰置于一密闭玻璃罩内进行实验,如图表示给 予不同条件时玻璃罩内 CO2 浓度变化(实验期间细胞的呼吸强度无显著变化) ,则限制 E 点 之 后光合速率的主要环境因素是___ _,E 点叶绿体中[H]的含量较 D 点时 (填“高” “低”或“相等” ) ,E 点之后玻璃罩内 CO2 浓度稳定的原因是 。

30.(9 分) 催产素是由下丘脑合成、 垂体后叶释放的一种九肽激素, 可在女性分娩时促进子宫收缩, 在哺乳期刺激乳汁排出,还可以帮助孤独症患者克服社交中的羞涩感。请回答: (1)在合成催产素的过程中会脱去 个水分子。 (2)孤独症患者____(填“可以”或“不可以” )口服催产素以达到缓解症状的目的。 (3)婴儿吮吸乳头时,刺激信息传入 ,引起催产素的合成,促进乳腺射乳。在此 基 础上可形成 (填“条件反射”或“非条件反射” ) ,婴儿的哭声也能引起射乳。 (4)催产素对乳汁分泌等生理活动的调节与神经调节相比具有 的作用特点。 (写 出两点) (5)分娩时疼痛刺激引起催产素分泌,促进胎儿产出,而胎儿对子宫颈的刺激进一步增 加 催产素的分泌,直到胎儿产出,此过程属于 (填“正反馈”或“负反馈” )调节。同 时疼痛 刺激还能传至____,使之产生痛觉。 31.(9 分) 在稻一鱼一蛙共生农田生态系统中,除普通农田生态系统拥有的水稻、杂草、害虫、田 螺等 生物外,还有鱼和蛙,它们能起到松土、除草和除虫的作用,其粪便和残饵又成为绿色肥 料。请 .回答: (1)调查稻田中田螺种群密度可以采用样方法。根据如下的取样调查表可估算出稻田中 田螺的种群密度为 只/m2。 样方编号 样方面积(m ) 田螺数量
2

1 1 16

2 1 17

3 1 16

4 2 36

5 2 30

6 2 40

(2)某普通农田中有水稻、飞蝗、食虫鸟、青蛙、蛇等生物,请按捕食关系,绘出相应 食物 网。 (3) 卷 叶 螟 是 稻 田 中 主 要 害 虫 之 一 , 用 性 外 激 素 诱 捕 卷 叶 螟 可 直 接 改 变 卷 叶 螟 的 , 从而最终达到降低种群密度的目的,该方法是应用 信息传递来防治害虫。 (4)与普通农田生态系统相比,稻鱼蛙农田生态系统____稳定性更高。 32.(10 分) 果蝇是很好的遗传学研究材料,下表表示 6 个品系的果蝇(都是纯种)的性状和携带这 些 基因的染色体,品系②一⑥都只有一个性状是隐性性状,其他性状都正常。请回答:

(1)用 15N 对果蝇精原细胞的一条染色体上的 DNA 进行标记,正常情况下(不考虑交叉 互 换)这一精原细胞减数分裂形成的精子中,含 15N 的精子所占比例为 。 (2)若要研究伴性遗传,应选择表中品系 之间进行交配最为恰当;若考虑两对性状 遗传,选择②和⑤之间进行交配 (填“能”或“不能” )验证基因的自由组合定律。 (3)二倍体动物缺失一条染色体称为单体。果蝇中的Ⅳ号染色体只缺失一条可以存活, 而且能够繁殖后代;缺失两条致死。已知果蝇有眼(B)对无眼(b)为显性,基因位于常染色体。 现有一果蝇种群,其组成为染色体正常的有眼、染色体正常的无眼、Ⅳ号染色体单体有眼果 蝇 各多只,显性纯合子、杂合子混在一起。现将多只Ⅳ号染色体单体有眼果蝇与染色体正常的 无 眼果蝇交配,产生子代。 若子代出现____,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上; 若子代出现 ,则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。 39.[生物—选修 1:生物技术实践](15 分) 乳酸茵是存在于人体内的益生菌,能助消化,利于肠道健康,因此常用于酸奶的制作。 回 答下列问题: (1)与腐乳制作所用微生物相比,乳酸菌在结构上的主要特点是____。 (2)大量生产乳酸菌一般用. (填“固体”或“液体” )培养基,培养基中除添加必 需的 营养成分外,还需要注意控制 等培养条件。 (3)酸奶制作时杀菌很重要,牛奶一般用 法,所用仪器如接种环常用 法,接 种室用____法。 (4)含有抗生素的牛奶____(填“适合”或“不适合” )作为酸奶的制作原料。 (5)乳酸菌也常用于泡菜的制作,腌制泡菜过程中亚硝酸盐含量的变化是 。

40.[生物—选修 3:现代生物科技专题](15 分) 基因疫苗指的是 DNA 疫苗,是将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的质粒 上,然后将质粒直接导人人或动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免 疫 应答。回答下列问题: (1)要获得编码抗原的基因,首先要提取出病原体的 DNA 或 RNA,并将 RNA ,要 大量获得表达特异抗原的基因,可采用____方法。 (2)将抗原基因插入质粒的过程,即构建基因表达载体的过程,通常一个基因表达载体 的 组成,除了抗原基因(目的基因)外,还有 。 (3)-般将重组质粒利用 的方法送人受体细胞,进入细胞核并表达抗原蛋白。 (4)与传统疫苗相比,基因疫苗不仅能在宿主体内较长时间存在,还可以诱导产生 (填“体液免疫” “细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫” ) 。 (5)-个质粒载体可插人多个抗原基因组成多价疫苗,导人这样的疫苗可达到 的 目的。 (6)基因疫苗是在基因治疗技术的基础上发展而来的。基因治疗是把 导入病人体 内,使该基因表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。

2016 安徽省“江南十校”高三联考 生物参考答案与评分标准
1--6 BCDDDC 29(11 分) (除说明外,每空 2 分) (1)细胞质基质、线粒体、叶绿体(少答一个扣 1 分) (2)有氧呼吸 多于 (3)CO2 浓度 高(1 分) 随着玻璃罩内 CO2 浓度降低,光合速率降低,光合作用消 耗的 CO2 等于呼吸产生的 CO2 30(9 分) (除说明外,每空 2 分) (1)8(1 分) (2)不可以(1 分) (3)下丘脑(1 分) 条件反射 (4)作用时间比较长,作用范围较广泛,反应速度较缓慢(任写两点,每点 1 分) (5)正反馈(1 分) 大脑皮层(1 分) 31(9 分) (除说明外,每空 2 分) (1)17(1 分) (2)如右图 (3)性别比例 化学 (4)抵抗力 32(10 分) (每空 2 分) (1)1/2 (2)①和④ 不能

(3)有眼:无眼果蝇=1:1(且有眼染色体全正常,无眼全为单体) 有眼果蝇多于无眼果蝇(且有眼和无眼果蝇都有染色体正常和染色体单体个体) 39(15 分) (除说明外,每空 2 分) (1)无核膜包被的细胞核(1 分) (2)液体 无氧 (3)巴氏消毒 灼烧灭菌 紫外线灭菌 (4)不适合 (5)先增加后减少 40(15 分) (除说明外,每空 2 分) (1)逆转录成 DNA PCR (2)启动子、终止子、标记基因(每点 1 分,多写复制原点不扣分,共 3 分) (3)显微注射(或基因枪法) (4)体液免疫和细胞免疫 (5)预防多种疾病 (6)正常基因

很 多 蔬 菜 和 水 果 中 富 含 维 生 素 C 。科 学 家 在 癌 细 胞 培 养 液 中 加 入 维 生 素 C( 实 验 组 )以 研 究 其 对 癌 细 胞 生 长 的 影 响 。培 养 过 程 中 定 时 检 测 处 于 分 裂 期 细 胞 的 百 分 比,得到如图曲线。据此分析,下列有关说法正确的是:

A. 癌 细 胞 的 出 现 是 抑 癌 基 因 突 变 成 原 癌 基 因 并 表 达 的 结 果 B . 在 10-11h 时 , 实 验 组 细 胞 对 培 养 液 中 含 氮 物 质 、 含 磷 物 质 的 吸 收 速 率 最 快 C . 在 10h 时 , 对 照 组 中 所 有 细 胞 的 染 色 体 数 和 DNA 数 均 为 体 细 胞 的 2 倍 D. 维 生 素 C 对 癌 细 胞 分 裂 间 期 的 抑 制 作 用 比 对 分 裂 期 的 抑 制 作 用 明 显 癌 细 胞 的 出 现 是 原 癌 基 因 和 抑 癌 基 因 突 变 的 结 果 , 故 A 错 误 。 在 10-11h 实 验 组 细胞进入分裂期,在分裂间期时对含氮物质、含磷物质的吸收速率最快,故 B 错 误 。 在 10h 时 , 对 照 组 中 虽 然 都 在 分 裂 期 但 只 有 分 裂 后 期 染 色 体 数 和 DNA 数 是体细胞的 2 倍,其余细胞不是,故 C 错误。加入维生素 C 的实验组能让细胞 推迟进入分裂期,说明对分裂间期的抑制作用较明显,故 D 正确。

下图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解,其中图 1 是叶肉细胞的光合作用过程图解;图 2 表示某光照强度和适宜温度下,光合作用强度增长率随 CO2 浓度变化的情况.请回答下列 问题.

(1)由图 1 可知,甲、乙分别代表的物质是 ▲ 、 ▲ ,要想使叶绿体内 C3 的含量快速 下降,可以改变的环境条件是 ▲ ,光反应中产生的 O2 扩散到邻近的线粒体中被利用至少 要经过 ▲ 层生物膜. (2) 图 2 中限制 D 点光合作用速率的主要环境因素是 ▲ , C 点和 D 点相比, 叶绿体中[H] 的含量 ▲ (较低、相等、较高). (3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片,抽取叶片细胞内的 气体,平均分成若干份,然后,置于不同浓度的 NaHCO3 溶液中,给予相同的一定强度光 照,测量圆叶片上浮至液面所需时间,其记录结果绘成曲线如图 3.请据此回答. ①该实验的目的是: ▲ ②从图解分析,b 点比 a 点细胞内的 C5 含量 ▲ ,bc 段曲线平缓的限制因素可能是 ▲ 而 c 点以后曲线上行,其原因应该是 ▲ .

【参考答案】 1)由图 1 可知,甲、乙分别代表的物质是 CO2、[H]▲ 、 ▲ ,要想使叶绿体内 C3 的含 量快速下降,可以改变的环境条件是增光照 ▲ ,光反应中产生的 O2 扩散到邻近的线粒体 中被利用至少要经过 5(从类囊体到线粒体) ▲ 层生物膜. (2)图 2 中限制 D 点光合作用速率的主要环境因素是 光照强度▲ ,C 点和 D 点相比,叶 绿体中[H]的含量 较高(C3 少,消耗的 H 少)▲ (较低、相等、较高).旁边附图与之思 路相同【提示】bc 两点的不同表现在 CO2 的浓度上,c 点比 b 点 CO2 浓度高,与 C5 结合 生成的 C3 多。C3 被还原的速度是相同的,还是因为 bc 两点只是 CO2 浓度不同其他条件 相同。 (3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片,抽取叶片细胞内的 气体,平均分成若干份,然后,置于不同浓度的 NaHCO3 溶液中,给予相同的一定强度光 照,测量圆叶片上浮至液面所需时间,其记录结果绘成曲线如图 3.请据此回答. ①该实验的目的是:不同浓度的 NaHCO3 对光合作用的影响 ▲ ②从图解分析,b 点比 a 点细胞内的 C5 含量少(b 点比 a 点 CO2 多) ▲ ,bc 段曲线平缓

的限制因素可能是光照强度) ,▲ 而 c 点以后曲线上行, 其原因应该是 ( 浓度大的 NaHCO3 溶液使植物极水减少)▲ .

二倍体动物缺失一条染色体称为单体.大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染 色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代. (1)形成单体的变异属于______,若要研究某雄性单体果蝇的基因组,则需测定______ 条染色体上的碱基序列. (2)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型 个体交配,子代的表现型及比例如下表: 无眼 野生型 F1 0 85 F2 79 245 据此判断,显性性状为______,理由是______. (3)根据上述判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼 基因是否位于Ⅳ号染色体上.请完成以下实验设计: 实验步骤: ①让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代; ②统计子代的______,并记录. 实验结果预测及结论: ①若子代中出现______,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上; ②若子代全为______,说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上. (1) 提示信息, 缺失一条染色体的个体为单体, 所以从变异类型来看, 单体属于染色体 (数 目)变异,若要研究果蝇的基因组,要测定 3+XY 共 5 条染色体上的碱基序列. (2)从表格中可看出,显性性状为野生型,因为子一代全为野生型或子二代中野生型:无 眼=3:1. (3)因为无眼果蝇产生配子的染色体组成 4 条,而纯合Ⅳ号染色体单体果蝇产生的配子的 染色体数目为 4 条或 3 条,所以让无眼果蝇与野生型Ⅳ号染色体单体果蝇交配,假如无眼 基因位于Ⅳ号染色体上,后代野生型和无眼果蝇的比例为 1:1;若不在Ⅳ号染色体,野生 型为 AA,无眼为为 aa,进行交配,后代基因型为 Aa,全是野生型. 故答案为: (1)染色体(数目)变异 5 (2)野生型 F1 全为野生型(F2 中野生型:无眼为 3:1) (3)实验步骤:②性状表现 实验结果预测及结论:①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为 1:1 ②野生型

果蝇是研究遗传学的理想材料,果蝇缺失一条染色体称为单体,大多数单体动物不 能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,并且能

够繁殖后代. (1)果蝇形成单体的变异属于 ,若要研究某雄性单体果蝇的基因组,则需测定 条染色体上的碱基序列, 正常情况下, 雄蝇在减数分裂过程中含有 2 个 Y 染色体 (Y 染色体不是Ⅳ号染色体)的细胞名称是 . (2)果蝇细胞内某基因表达时,基因中编码第 105 位精氨酸的 GCT 突变成 ACT, 翻译就此终止,由此推断,mRNA 上的 是终止密码子. (3)果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合 野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表:

无眼 Fl F2 0 79

野生型 85 245

据此判断,显性性状为 ,理由是 . (4)根据上述判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探 究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上.请完成以下实验设计: 实验步骤:①让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代; ②统计子代的 ,并记录. 实验结果预测及结论: ①若 ,则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上; ②若 ,说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上. 考点:染色体数目的变异,基因突变的特征 专题: 分析:1、动物缺失一条染色体的个体叫做单体,因此从要遗传变异的角度看,属染 色体变异或染色体数目变异. 2、无眼果蝇与野生型纯合个体交配得 F1,F1 无眼 0,野生型为 85,可推知无眼基 因为隐性基因,显性性状为野生型.设无眼基因为 a,若野生基因位于Ⅳ号染色体 上,则单体基因型为 a0,杂交过程为 aa×A0(Aa:a0=1:1),若无眼基因不位于 Ⅳ号染色体,其无眼果蝇基因型为 aa,杂交过程为 aa×AA→Aa,全是野生型. 解答: 解:(1)提示信息,缺失一条染色体的个体为单体,所以从变异类型来看, 单体属于染色体(数目)变异,若要研究果蝇的基因组,要测定 3+XY 共 5 条染色 体上的碱基序列.正常情况下,雄蝇在减数分裂过程中含有 2 个 Y 染色体的细胞处

于减数第二次分裂的后期,名称是次级精母细胞. (2)果蝇细胞内某基因表达时,基因中编码第 105 位精氨酸的 GCT 突变成 ACT, 密码子由 CGA 变成 UGA,翻译就此终止,说明 UGA 为终止密码子. (3)从表格中可看出,显性性状为野生型,因为子一代全为野生型或子二代中野生 型:无眼=3:1. (4) 因为无眼果蝇产生配子的染色体组成 4 条, 而纯合Ⅳ号染色体单体果蝇产生的 配子的染色体数目为 4 条或 3 条,所以让无眼果蝇与野生型Ⅳ号染色体单体果蝇交 配,假如无眼基因位于Ⅳ号染色体上,后代野生型和无眼果蝇的比例为 1:1;若不 在Ⅳ号染色体,野生型为 AA,无眼为为 aa,进行交配,后代基因型为 Aa,全是野 生型. 故答案为: (1)染色体(数目)变异 (2)UGA (3)野生型 (4)性状表现 ①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为 1:1 ②子代全为野生型 点评:本题考查染色体变异、减数分裂和基因表达,以及基因位于染色体上的探究 实验,提升学生实验分析与设计的能力,属于中档题. F1 全为野生型(F2 中野生型:无眼为 3:1) 5 次级精母细胞

转载】高三一轮复习备用材料——光合速率的测定方法归纳
光合速率的测定方法例析 光合作用是高考的重点内容,如何提高光合作用总产量,是科研人员一直要解决的与人类 社会和生活息息相关的生物学问题, 而提高光合作用总产量的关键是提高光合作用速率, 简 称光合速率。 光合速率指单位时间、 单位叶面积的 CO2 的吸收量或者是 O2 的释放量; 也可以用单位时间、 单位叶面积干物质积累数表示。通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示 (mg/ dm2· h),一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用,所以测定的结果实 际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数, 叫做表观光合速率或净光合速率。 若能测出其 呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率,真正光合速率=表观光合速 率+呼吸速率。 光合速率常见的测定方法有哪些呢?光合速率又是如何计算的呢?请看以下几种光合速率 的测定方法。 1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量,即单位时间、单位叶面积干物质产生总量

例 1. 某研究小组用番茄进行光合作用实验,采用―半叶法‖对番茄叶片的光合作用强度进行 测定。其原理是:将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法 (可先在叶柄基部用热水、 或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理) 阻止两部分的物质和能量 转移。在适宜光照下照射 6 小时后,在 A、B 的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重, 分别记为 MA、 MB, 获得相应数据, 则可计算出该叶片的光合作用强度, 其单位是 mg/(dm2· h)。

问题:若 M=MB-MA,则 M 表示



解析: 本方法又叫半叶称重法,常用大田农作物的光合速率测定。 如图 1 所示,A 部分遮光,这半片叶片虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。另 一半 B 部分叶片既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。 题中: MB 表示 6 小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量, MA 表示 6 小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量, 所以,M=MB-MA,就是光合作用有机物的经过 6 小时干物质的积累数(B 叶片被截取部分 在 6 小时内光合作用合成的有机物总量)。 这样,真正光合速率( 单位:mg /dm2· h)就是 M 值除以时间再除以面积就可测得。 答案: B 叶片被截取部分在 6 小时内光合作用合成的有机物总量 变式训练 1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,做了如图所示实验。在叶柄基 部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面 积为 1cm2 的叶圆片烘干后称其重量,测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一 2z—x)/6 g· cm-2· h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则 M 处的实验条件是( )

A.下午 4 时后将整个实验装置遮光 3 小时 B.下午 4 时后将整个实验装置遮光 6 小时 C.下午 4 时后在阳光下照射 1 小时 D.晚上 8 时后在无光下放置 3 小时

解析: 起始干重为上午 10 时移走时的叶圆片干重 x 克,从上午 10 时到下午 4 时,叶片在 这 6 小时内既进行光合作用,又进行呼吸作用,所以下午 4 时移走的叶圆片干重 y 克减去 上午 10 时移走时的叶圆片干重 x 克的差值, 就等于该叶圆片净光合作用干物质量: ( y 一 x) 克。 若要求出呼吸作用干物质量,应将叶片遮光处理,先假设叶片遮光处理为 M 小时后干重为 z 克, 下午 4 时移走的叶圆片干重 y 克减去叶片遮光处理 M 小时后的干重 z 克差值,就是 呼吸作用干物质量:(y 一 x)克。 已知: 测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一 2z—x)/6 g· cm-2· h-1 , 据真正光合速率=表观 光合速率+呼吸速率,得出:(3y 一 2z—x)/6 = (y 一 x)/ 6 + (y 一 x)/ M ,计算出 M = 3 小时 ,A 选项正确。 2 . 气体体积变化法---测光合作用 O2 产生(或 CO2 消耗)的体积 例 2:某生物兴趣小组设计了图 3 装置进行光合速率的测试实验(忽略温度对气体膨胀的影 响)。

①测定植物的呼吸作用强度:装置的烧杯中放入适宜浓度的 NaOH 溶液;将玻璃钟罩遮光 处理,放在适宜温度的环境中;1 小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度,得 X 值。 ②测定植物的净光合作用强度: 装置的烧杯中放入 NaHCO3 缓冲溶液; 将装置放在光照充足、 温度适宜的环境中;1 小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度,得 Y 值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因:
项目 测定植物呼吸作用 速率 测定植物净光合作 用强度 红墨水滴移动方向 a. 原因分析 c.

表1

b.

d.

解析: ①测定植物的呼吸作用强度时,将玻璃钟罩遮光处理,绿色植物只进行呼吸作用, 植物进行有氧呼吸消耗 O2,而释放的 CO2 气体被装置烧杯中的 NaOH 溶液吸收,导致装置 内气体量减小,压强减小,红色液滴向左移动,向左移动的距离 X,就代表植物进行有氧呼 吸消耗的量 O2 量,也就是有氧呼吸产生的 CO2 量。 ②测定植物的净光合作用强度:装置的烧杯中放入 NaHCO3 缓冲溶液可维持装置中的 CO2 浓度;将装置放在光照充足、温度适宜的环境中,又处在植物的生长期,其光合作用强度超 过呼吸作用强度,表现为表观光合作用释放 O2,致装置内气体量增加,红色液滴向右移动, 向右移动距离 Y,就代表表观光合作用释放 O2 量,也就是表观光合作用吸收的 CO2 量。

所以,依据实验原理:真正光合速率 = 呼吸速率 + 表观光合速率,就可以计算出光合速 率。 答案: a.向左移动 c.将玻璃钟罩遮光处理,绿色植物只进行呼吸作用,植物进行有氧呼 吸消耗 O2,而释放的 CO2 气体被装置烧杯中 NaOH 溶液吸收,导致装置内气体量减小,压 强减小,红色液滴向左移动 b.向右移动 d.装置的烧杯中放入 NaHCO3 缓冲溶液可维持装置中的 CO2 浓度;将装置放 在光照充足、温度适宜的环境中,在植物的生长期,光合作用强度超过呼吸作用强度,表现 为表观光合作用释放 O2,致装置内气体量增加,红色液滴向右移动 变式训练 2 . 图 4 是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维 持瓶内的二氧化碳浓度,该装置置于 20℃环境中。实验开始时,针筒的读数是 0.2mL,毛 细管内的水滴在位置 X。20min 后,针筒的容量需要调至 0.6mL 的读数,才能使水滴仍维持 在位置 X 处。据此回答下列问题:

(1)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水,重复上述实验,20min 后,要使水滴维持在 位置 X 处,针筒的容量 (需向左/需向右/不需要)调节。 (2)若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率,该植物的净光合作用速率是 mL/h。

(3)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液,在 20℃、无光条件下,30min 后, 针筒的容量需要调至 0.1mL 的读数,才能使水滴仍维持在 X 处。则在有光条件下该植物的 实际光合速率是 mL/h。 解析:(1)由光合作用的总反应式 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O,可知反应前后气 体体积不变,所以不需要调节针筒容量就可使水滴维持在 X 处。 (2)光照条件下,由于光合作用吸收的 CO2 由缓冲液补充,缓冲液能维持 CO2 浓度,同时 释放出 O2 导致密闭装置内气体压强增大,若使水滴 X 不移动,其针筒中单位时间内 O2 气 体容量的增加就代表表观光合速率的大小。 由题可知, 若以释放出的氧气量来代表表观光合 速率,该植物的表观光合作用速率是(0.6-0.2)× 3=1.2(mL/h)。 (3)瓶中液体改放为 NaOH 溶液,则装置内 CO2 完全被吸收,植物体不能进行光合作用, 只能进行呼吸作用,瓶中气体的变化即呼吸消耗的 O2 的变化。则在有光条件下该植物的真 正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率,既 1.2+0.1× 2=1.4(mL/h)。 答案:(1)不需要 (2)1.2(mL/h) (3)1.4(mL/h) 3. 黑白瓶法---测溶氧量的变化

例 3: 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的 水样测得原初溶解氧的含量为 10mg/L,白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将 它们分别置于六种不同的光照条件下,分别在起始和 24 小时后以温克碘量法测定各组培养 瓶中的氧含量,记录数据如下: 表2
光照强度(klx) 白瓶溶氧量(mg/L) 黑瓶溶氧量(mg/L) 0(黑暗) 3 3 a 10 3 b 16 3 c 24 3 d 30 3 e 30 3

(1)黑瓶中溶解氧的含量降低为 3mg/L 的原因是 吸消耗的 O2 量为 mg/L· 24h。 (2)当光照强度为 c 时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量为 (3) 光照强度至少为

;该瓶中所有生物细胞呼 mg/L· 24h。

(填字母) 时, 该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。

解析: 黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。白瓶就是透光瓶,里面可进行光合作用 和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶,只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间,黑瓶中 所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量, 然后就可以计算出总光合作用量。 (1)黑瓶中溶解氧的含量降低为 3mg/L 的原因是:黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用 产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的 O2 量为:原初溶解氧 -24 小时后氧含量,即 10-3=7 (mg/L· 24h)。 (2) 当光照强度为 c 时, 表观光合速率的大小为: 24 小时后氧含量-原初溶解氧, 即 24-10=14 (mg/L· 24h)。呼吸速率为 10-3=7(mg/L· 24h)。真正光合速率为 14+7=21(mg/L· 24h). (3)黑暗时,黑白瓶都是 3 mg/L· 24h,说明水体生物呼吸速率为 10-3=7(mg/L· 24h),所 以光照强度至少为 a 时,净光合速率为 10-3=7(mg/L· 24h),才能维持水中生物正常生活 耗氧量所需。 答案:(1)黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧,生物呼吸消耗氧气 7 (2)21 (3)a 4: 小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小 例 4: 探究光照强弱对光合作用强度的影响,操作过程如下:
步骤 打孔 材 料 处 理 沉底 抽气 操 作 方 法 取生长旺盛的菠菜叶片绿叶,用直径为 1cm 的打孔器打出小 圆形叶片 30 片。 将小圆形叶片置于注射器内,并让注射器吸入清水,待排出注 射器内残留的空气后, 用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动这一步骤可重复几次。 活塞,使小圆形叶片内的气体逸出。 将内部气体逸出的小圆形叶片, 放入黑暗处盛有清水的烧杯中叶片细胞间隙充满水而全都 待用。 沉到水底。

表3
说 明

注意避开大的叶脉。

分组

取 3 只小烧杯,标记为 A、B、C,分别倒入 20mL 富含 CO2事先可用口通过玻璃管向清 的清水。分别向 3 只小烧杯中各放入 10 片小圆形叶片。 水内吹气。

对照

光照强弱(自变量)可通过 用 3 盏 40 W 台灯分别向 A、B、C 3 个实验装置进行强、中、 弱三种光照。 调节 来决定。

观察

观察并记录叶片浮起的数量(因变量)。

实验预期: ____烧杯中的小 叶片浮起的数目最多。

本实验除通过观察相同时间内, 叶片上浮数量的多少来反映光合作用速率的大小; 还可以通 过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。 但该实验方法只能比较大小, 无法 测出具体的量变。 答案: 台灯与实验装置间的距离 A

5. 红外线 CO2 传感器---测装置中 CO2 浓度的变化 由于 CO2 对红外线有较强的吸收能力,CO2 的多少与红外线的降低量之间有一线性关系,因 此 CO2 含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上, 常用红外线 CO2 传感器来测量 CO2 浓度的 变化。 例 5:为测定光合作用速率,将一植物幼苗放入大锥形瓶中,瓶中安放一个 CO2 传感器来监 测不同条件下瓶中 CO2 浓度的变化,如下图 5 所示。相同温度下,在一段时间内测得结果 如图 6 所示。请据图回答:

(1)在 60~120min 时间段内,叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为 是 。 (2)在 60~120min 时间段,瓶内 CO2 浓度下降的原因是 合速率为 ppm/min。

。理由 。此时间段该植物光

解析:(1)在 60~120min 时间段内,叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降低,理 由是 C02 的浓度逐渐降低。 (2)在 60~120min 时间段,瓶内 CO2 浓度下降的原因是:植物的光合作用强度大于呼吸 作用强度,CO2 不断减少。用瓶中安放的 CO2 传感器来监测瓶中 CO2 浓度 60min 内的变化 是 1500–500 = 1000 (ppm),该数值是 60min 内净光合作用消耗的 CO2 量。 在 0~60min 时间段, 瓶内 CO2 浓度上升的原因是: 植物在黑暗条件下只进行呼吸作用, 60min 内植物呼吸释放 CO2 量是 1500-1000=500(ppm)。 所以,此时间段该植物光合速率为(1000+500)/60=25(ppm/min)。 答案: (1) 逐渐降低 C02 的浓度逐渐降低 (2) 植物的光合作用强度大于呼吸作用强度 258.

变式训练 3: 将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中,如图-3 所示。在连续 60 分钟监测的过程 中,植物一段时间以固定的光照强度持续照光,其余时间则处于完全黑暗中,其他外界条件 相同且适宜,测得瓶内 CO2 浓度变化结果如图-4 所示。据此分析可知( D )

A.最初 10min 内,瓶内 CO2 浓度逐渐下降,说明植物的光合作用逐渐增强 B.第 20~30min 内,瓶内植物光合作用逐渐减弱,呼吸作用逐渐增强 C.第 40~60min 内,瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率大致相等 D.瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为 90ppmCO2/min


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