非选择题-解答题 较难0.4 引用1 组卷174
兴起于上世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体,半矮秆水稻虽抗倒伏、高产,但对氮的利用效率不高。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量,减少农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索,并于2020年在水稻高产和氮素高效协同调控机制领域获得重要突破。为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以武运粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结果如下。请回答有关问题:
注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关,净光合作用单位:[µmol/(m2•s)]
【小题1】环境中的氮元素进入叶肉细胞后,可用于合成与光合作用相关的酶(如RuBP羧化酶),RUBP羧化酶分布在___________ ,能将CO2固定为_________ ,再进一步被还原为糖类。此外氮元素还能用于合成___________________ (答出其中两种),进而促进光合作用。
【小题2】表中X处理措施应为______________________ 。据表分析,能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是___________ 。从物质跨膜运输的角度分析,原因可能是____________________________________ 。
【小题3】植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/aa6371b9-0ec8-4974-bf3a-7b42bffadfc9.png?resizew=359)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从___________ 向非光合氮素转化,且羧化氮素所占比例降低,进而影响了光合作用的___________ 阶段,导致光合速率下降。
![]() | 硝态氮(NO3-)正常浓度CO2 | 硝态氮(NO3-)高浓度CO2 | X | 氨态氮(NH4+) |
叶绿素SPAD值 | 50 | 51 | 42 | 44 |
净光合速率 | 17.5 | 21.5 | 35 | 42.8 |
注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关,净光合作用单位:[µmol/(m2•s)]
【小题1】环境中的氮元素进入叶肉细胞后,可用于合成与光合作用相关的酶(如RuBP羧化酶),RUBP羧化酶分布在
【小题2】表中X处理措施应为
【小题3】植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/aa6371b9-0ec8-4974-bf3a-7b42bffadfc9.png?resizew=359)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从
22-23高三上·广东肇庆·阶段练习
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光合作用受多种因素影响,为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以武运粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结果如下。请回答有关问题:
注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关;净光合作用单位:[μmol/(m2·s)]。
(1)无土栽培时为保证植物正常生长,除了考虑各种矿质元素的种类和比例外,在配制培养液时还需要考虑________ 等理化指标(答两点即可)。
(2)表中X处理措施应为_________ 。据表分析,能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是________ 。从物质跨膜运输的角度分析,原因可能是_________ 。从光合作用的角度分析,该种形态的氮素使净光合速率提高的原因可能是_______ 。(答出一种即可)
(3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/ef8cb17a-98a2-4515-8d0c-9f40e1c62395.png?resizew=542)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从________ 向_______ 转化,且羧化氮素所占比例降低,进而影响了光合作用的暗反应阶段,导致光合速率_________ 。
(4)光合作用的产物有一部分可转化成蔗糖,钾离子能促进蔗糖从叶片运至果实。以灌浆期的水稻做实验材料,用同位素标记14CO2技术设计实验验证钾离子上述作用,请完善以下实验思路并预期结果:
实验思路:
①将生长状况一致的水稻平均分成两组,编号A、B;
②A组供应较低浓度的钾离子,B组供应适宜浓度的钾离子;
③将A、B两组水稻置于同一人工气候室中培养,通入_________ ,一段时间后检测A、B两组水稻叶片和果实的放射性。预期结果:______ 。
处理措施检测结果 | 硝态氮正常浓度CO2 | 硝态氮高浓度CO2 | X | 氨态氮高浓度CO2 |
叶绿素SPAD值 | 50 | 51 | 42 | 44 |
净光合速率 | 17.5 | 21.5 | 35 | 42.8 |
(1)无土栽培时为保证植物正常生长,除了考虑各种矿质元素的种类和比例外,在配制培养液时还需要考虑
(2)表中X处理措施应为
(3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/ef8cb17a-98a2-4515-8d0c-9f40e1c62395.png?resizew=542)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从
(4)光合作用的产物有一部分可转化成蔗糖,钾离子能促进蔗糖从叶片运至果实。以灌浆期的水稻做实验材料,用同位素标记14CO2技术设计实验验证钾离子上述作用,请完善以下实验思路并预期结果:
实验思路:
①将生长状况一致的水稻平均分成两组,编号A、B;
②A组供应较低浓度的钾离子,B组供应适宜浓度的钾离子;
③将A、B两组水稻置于同一人工气候室中培养,通入
中国科研团队发现水稻高产和氮素供应形态、氮素分配等机制密切相关。为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以武运粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结
果如下。请回答有关问题:
(1)环境中的氮元素进入叶肉细胞后,除了可用于合成与光合作用相关的色素和酶外,还能用于合成______________________ (至少答出其中两种),进而促进光合作用。
(2)①完善上表的处理措施:表中③处应为__________________ 。
②预测结果与结论:若结果能说明氨态氮(NH4+)比硝态氮(NO3-)更显著提高该水稻净光合速率,且影响效果大于提高CO2产生的效果。请用柱状图补齐另3组处理措施的预期结果___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/9/cfa872eb-e614-42e3-92fd-dd16216c096c.png?resizew=285)
(3)从物质跨膜运输的角度分析,氨态氮(NH4)具有这种优势的原因可能是___________ 。
(4)进一步研究发现植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/9/5c468de5-23dc-4329-9f11-c96a13934df5.png?resizew=390)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素(用于光反应)和羧化氮素(用于暗反应)
由检测结果推测,相对于中氮条件,高氮环境下会导致水稻的光合速率下降,判断的原因是___________ 。
(5)上述研究对农业生产中提高水稻产量有何启示?__________________ 。
果如下。请回答有关问题:
![]() | ①硝态氮 正常浓度CO2 | ②硝态氮 高浓度CO2 | ③ | ④氨态氮 高浓度CO2 |
净光合速率 |
(1)环境中的氮元素进入叶肉细胞后,除了可用于合成与光合作用相关的色素和酶外,还能用于合成
(2)①完善上表的处理措施:表中③处应为
②预测结果与结论:若结果能说明氨态氮(NH4+)比硝态氮(NO3-)更显著提高该水稻净光合速率,且影响效果大于提高CO2产生的效果。请用柱状图补齐另3组处理措施的预期结果
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/9/cfa872eb-e614-42e3-92fd-dd16216c096c.png?resizew=285)
(3)从物质跨膜运输的角度分析,氨态氮(NH4)具有这种优势的原因可能是
(4)进一步研究发现植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/9/5c468de5-23dc-4329-9f11-c96a13934df5.png?resizew=390)
注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素(用于光反应)和羧化氮素(用于暗反应)
由检测结果推测,相对于中氮条件,高氮环境下会导致水稻的光合速率下降,判断的原因是
(5)上述研究对农业生产中提高水稻产量有何启示?
兴起于上世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体,半矮秆水稻虽抗倒伏、高产,但对氮的利用效率不高。氮肥的施用对水稻的光合速率和分蘖量有较大影响,也会影响土壤环境。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量,减少农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索,并于 2020 年在水稻高产和氮素高效协同调控机制领域获得重要突破。请分析回答下列问题:
(1)为测定突变体的光合能力及与氮肥,细胞内部相关指数的关系,应将突变体和野生型水稻种植在______________ 都适宜的环境条件下。一段时间后测定相关指标的相对值如下表(Rubisco 酶催化 CO2和 C5反应)
科研人员提取水稻叶片的色素,置于红光下测定吸光度以测量其叶绿素含量---使用红光检测的原因是_______________________________ 。 为测定表中所示的光合速率,请写出简要的实验方案:_______________________________ 。结合上表数据分析,高氮肥下无论野生型还是突变型的光合速率均比低氮肥主高,主要原因是____________
(2)科研人员在半矮秆水稻品种 9311 中确定了一个影响水稻分蘖量的关键基因 NGR5。下图 1 为不同氮浓度下 9311水稻中 NGR5 蛋白含量的分析结果,图 2 为 9311 等系列水稻的分蘖量与氮肥施用量关系的图解。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/7/2715779309502464/2732324263010304/STEM/9cf25386-ab71-4b38-b13a-870a4236b2f2.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/7/2715779309502464/2732324263010304/STEM/10fbd4c7-ead9-423b-bd25-68553758d7b8.png?resizew=272)
科研人员认为 NGR5 是与氮肥利用相关的关键基因,依据是随着氮肥施用量增加水稻_____________________ :NGR5突变株对不同氮肥浓度的响应无影响。而___________________________________ 促进了水稻的分蘖。
(3)在以上研究成果的基础上,请从分子生物学角度为第二次“绿色革命”实现“少投入(少氮肥)、多产出、保护环境”的目标提出新思路:_________________________
(1)为测定突变体的光合能力及与氮肥,细胞内部相关指数的关系,应将突变体和野生型水稻种植在
施肥量 | 类型 | 叶绿素含量 | Rubisco酶含量 | 光合速率(用有机物合成速率表示) |
低氢肥 | 野生型 | 7.12 | 5.87 | 13.88 |
突变型 | 6.20 | 5.83 | 13.35 | |
高氮肥 | 野生型 | 8.86 | 7.02 | 16.62 |
突变型 | 6.56 | 8.98 | 18.09 |
科研人员提取水稻叶片的色素,置于红光下测定吸光度以测量其叶绿素含量---使用红光检测的原因是
(2)科研人员在半矮秆水稻品种 9311 中确定了一个影响水稻分蘖量的关键基因 NGR5。下图 1 为不同氮浓度下 9311水稻中 NGR5 蛋白含量的分析结果,图 2 为 9311 等系列水稻的分蘖量与氮肥施用量关系的图解。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/7/2715779309502464/2732324263010304/STEM/9cf25386-ab71-4b38-b13a-870a4236b2f2.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/7/2715779309502464/2732324263010304/STEM/10fbd4c7-ead9-423b-bd25-68553758d7b8.png?resizew=272)
科研人员认为 NGR5 是与氮肥利用相关的关键基因,依据是随着氮肥施用量增加水稻
(3)在以上研究成果的基础上,请从分子生物学角度为第二次“绿色革命”实现“少投入(少氮肥)、多产出、保护环境”的目标提出新思路:
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