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高中 | 第1节 被动运输题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一 分子与细胞
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
干旱胁迫会对生长过程中植物的形态产生显著影响,使植物的生长受到抑制。沙窝具有明显的早生外部形态结构和水分生理特性,其叶具有较厚的角质层,可抑制蒸腾失水,有特殊的组织增大叶绿体对光照和$\rm CO_{2}$的吸收面,提高光合活性。某研究所为研究沙蒿抗旱生理机制和水分耐受极限,测得相关数据(如表),请回答下列问题:
处理天数$\rm /d$ | 叶绿素含量$\rm /$($\rm mg·g^{-1}$) | 净光合速率$\rm /$($\rm \mu mol·m^{-2}·s^{-1}$) | 气孔导度$\rm /$($\rm mmol·m^{-2}·s^{-1}$) | 胞间$\rm CO_{2}$浓度$\rm /$($\rm \mu mol·mol^{-1}$) |
$\rm 0$ | $\rm 5.594$ | $\rm 5.298$ | $\rm 0.029$ | $\rm 110.464$ |
$\rm 6$ | $\rm 4.921$ | $\rm 2.695$ | $\rm 0.007$ | $\rm 230.722$ |
$\rm 12$ | $\rm 5.026$ | $\rm 0.415$ | $\rm 0.005$ | $\rm 333.221$ |
$\rm 18$ | $\rm 4.762$ | $\rm 0.056$ | $\rm 0.002$ | $\rm 419.362$ |
$\rm 24$ | $\rm 4.214$ | $\rm -0.546$ | $\rm 0.001$ | $\rm 528.135$ |
表$\rm 1$
测定沙蒿叶肉细胞的叶绿素含量时用 提取色素,土壤含水率降低时观测到的沙蒿叶色由绿色变为黄色的原因是 。
无水乙醇;干旱条件下沙蒿叶绿素含量下降,类胡萝卜素的颜色显现出来(答出前半句即可)
"]]叶绿素为脂溶性色素,不溶于水而易溶于酒精,故测定沙蒿叶肉细胞的叶绿素含量时用无水乙醇提取色素,结合表格可知,干旱会导致植物体内的叶绿素含量减少,因此土壤含水率降低时观测到的沙蒿叶色由绿色变为黄色的原因是干旱条件下沙蒿叶绿素含量下降,类胡萝卜素的颜色显现出来。
若气孔导度下降,胞间$\rm CO_{2}$浓度下降,光合速率降低,称为气孔限制因素:若气孔导度下降,胞间$\rm CO_{2}$浓度较高,则光合速率降低是受其他因素的影响,称为非气孔限制因素,气孔限制因素主要通过影响 (填“光反应”或“暗反应”),从而影响光合速率。据表$\rm 1$分析,在干旱胁迫条件下,导致沙蒿光合速率下降的为 (填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)。
植物叶片气孔可以控制气体的进出,光合作用的暗反应过程包括二氧化碳的固定和碳三的还原,故气孔限制因素主要通过影响暗反应,从而影响光合速率。据表$\rm 1$分析,在干旱胁迫条件下,植物净光合速率降低,气孔导度降低,而胞间$\rm CO_{2}$浓度上升,说明导致沙蒿光合速率下降的为非气孔限制因素,是由其他因素的影响。
下图是沙蒿叶肉细胞类囊体膜上发生的部分生理过程,反应中心$\rm PS$Ⅱ、$\rm PS$Ⅰ中含有特殊状态的叶绿素$\rm a$,它们能利用光能进行电子的传递。$\rm PQ$、$\rm Cytbf$、$\rm PC$等是传递电子的蛋白质。图中实线为电子的传递过程,虚线为$\rm H^{+}$的运输过程。当条件适宜时,部位甲的$\rm H^+$浓度大于部位乙,造成该$\rm H^{+}$浓度差原因有电子($\rm e^{-}$)传递过程中释放的能量促进$\rm PQ$蛋白运输$\rm H^{+}$和 、 等过程。$\rm H^+$通过$\rm ATP$合酶的运输方式为 。
水的光解产生$\\rm H^{+}$;$\\rm NADPH$的合成消耗$\\rm H^{+}$;协助扩散
"]]类囊体薄膜是光反应的场所,发生了水的光解和$\rm ATP$以及$\rm NADPH$的合成,水的光解生成$\rm H^{+}$,$\rm NADPH$的合成消耗$\rm H^{+}$,故造成该$\rm H^{+}$浓度差原因有电子($\rm e-$)传递过程中释放的能量促进$\rm PQ$蛋白运输$\rm H^{+}$和水的光解产生$\rm H^{+}$、$\rm NADPH$的合成消耗$\rm H^{+}$等过程。结合图$\rm 1$和题干信息“部位甲的$\rm H^+$浓度大于部位乙”可知,$\rm H^+$通过$\rm ATP$合酶的运输方式为协助扩散(顺浓度梯度运输,需要蛋白质的协助且不消耗能量)。
进一步研究发现,外源$\rm NO$还可缓解干旱胁迫下色素蛋白复合体$\rm PSII$受到的破坏,从而增加光合速率。请以沙蒿为实验材料设计实验进行验证,请设计实验思路并预测实验结果($\rm PSH$的具体检测方法不做要求):
将生长状况相同的沙蒿均分成甲乙丙三组,分别在干旱胁迫、干旱胁迫$\\rm +NO$和适宜水分三种条件下 培养,其他条件相同且适宜,培养一段时间后,检测组$\\rm PS$Ⅱ含量(或光合速率)。若实验 结果为$\\rm PS$Ⅱ含量(或光合速率)丙组$\\rm \\gt $乙组$\\rm \\gt $甲组,则可以验证上述结论
"]]进一步研究发现,外源$\rm NO$还可缓解干旱胁迫下色素蛋白复合体$\rm PS$Ⅱ受到的破坏,从而增加光合速率,分析该实验的自变量为是否干旱以及干旱条件下是否施加外源$\rm NO$,因变量为色素蛋白复合体$\rm PSII$的含量或光合速率,故实验思路为:将生长状况相同的沙蒿均分成甲乙丙三组,分别在干旱胁迫、干旱胁迫$\rm +NO$和适宜水分三种条件下 培养,其他条件相同且适宜,培养一段时间后,检测组$\rm PS$Ⅱ含量(或光合速率)。实验结论为:若实验 结果为$\rm PS$Ⅱ含量(或光合速率)丙组$\rm \gt $乙组$\rm \gt $甲组,则可以验证上述结论。
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