中国2010年上海世博会日本馆的展示主题是“像生命体一样会呼吸的建筑”。光合作用与细胞呼吸是植物体内两种重要的代谢过程。提高光合速率对于解决世界上的粮食问题具有重要的意义,科学家通过对有关酶及相关基因的研究,在野生植物体内找到了影响光合速率的主要基因并进行了相关实验,得到了某种转基因作物。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题,设计了如下装置。请你分析并回答下列有关问题。
用此装置测量植物真正的光合作用速率,可以用细胞呼吸消耗的氧气量+释放的氧气量来表示。(图中A为开关;B为玻璃钟罩;C为转基因作物;D为烧杯;E为红墨水滴;F为直尺;
化学试剂有NaHCO3溶液和NaOH溶掖。)
(1)第一步:测定植物的细胞呼吸强度,方法步骤:
①向甲、乙装置的D中放入等量的 ;
②将装置甲、乙的玻璃钟罩置于 条件下,放在温度等相同的环境中;
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(2)第二步:测定植物的净光合作用强度,方法步骤是:
①向甲、乙装置的D中放入等量的 ;
②将装置甲、乙的玻璃钟罩置于 条件下,放在温度等相同的环境中;
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(3)实验数据:实验操作30分钟后,记录甲装置红墨水滴移动情况:
实验 |
实验30分钟后红墨水滴移动情况 |
|
测定植物细胞呼吸 |
甲装置 |
(填“左”或“右”)移1.5厘米 |
乙装置 |
右移0.5厘米 |
|
测定植 物净光 合作用 |
甲装置 |
(填“左”或“右”)移4.5厘米 |
乙装置 |
右移0.5厘米 |
(4)假设红墨水滴每移动1 cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1 克。那么该植物的细胞呼吸速率(分解葡萄糖的速率)是 克/小时。白天光照15小时,一昼夜葡萄糖的积累量是 克。(不考虑昼夜温差的影响)
(每空2分,共16分)下图是某种细胞的亚显微结构模式图,请据图回答:
=
(1)该图表示的是细胞亚显微结构模式图,判断依据是(至少答两点)。
(2)图中4和11在结构和功能方面共有的特点有(至少答两点)。
(3)如果甲图为洋葱根尖分生区细胞,则对其的修改有、。
(4)图中所示结构属于生物膜系统的是(填数字)。这些生物膜的主要成分是,结构相似并具有的结构特点,功能上紧密联系。
图一表示的是八月份某一晴天,一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释放曲线;图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。则图一中a、b、c、 d最可能依次发生了图二所示的哪项生理活动 ( )
A.(1) (2) (3) (4) | B.(4) (3) (2) (1) |
C.(3) (4) (1) (2) | D.(3) (2) (4) (1) |
现代进化理论是基因学说与自然选择学说的综合。下图示现代生物进化理论中的一些观点以及它们之间的关系。
(1)写出下列序号所代表的含义:
1 ; 2 ;
4 ;
6 ;
(2)除了基因突变外,导致果蝇基因频率发生改变的内外因素还有、。
(16分)在一个远离大陆且交通不便的海岛上,居民中患有甲种遗传病的占1/1600(基因为A、a)。岛上某家族系谱中,除患甲病外,还患有乙病(基因为B、b),两种病中有一种为红绿色盲,请据图回答问题∶
(1)__病为红绿色盲病,另一种遗传病的致病基因在_染色体上,为__性遗传病。
(2)Ⅲ-11的基因型为,Ⅲ-11的直系血亲关系有。(填编号)
(3)若Ⅲ-11与该岛一个表现型正常的女子结婚,则其孩子中患甲病的概率为 __。
(4)若Ⅲ-11与该表现型正常的女子已生育一患甲病的孩子,则再生一个孩子为甲病的几率是。
(5)Ⅱ-5和Ⅱ-6生育一个完全健康孩子的几率是。
请回答有关光合作用的一组问题:
(1)1883年,德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上,这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况,结果如下图所示:
1)描述B情况下细菌的分布情况:。
2)恩格尔曼进行装置C的实验,其目的是:。
3)如果可使用水草、台灯、颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置,定量检测上题所得的结论是否正确,你将收集的数据是。
(2)用某种绿色植物大小相似的叶片,分组进行实验。首先称量实验前的叶片重量,再置于不同温度下分别暗处理1小时,测其重量变化;立刻再光照l小时(光照强度相同),再测其重量变化,得到如下结果。
组别 |
一 |
二 |
三 |
四 |
温度(0C) |
27 |
28 |
29 |
30 |
暗处理后的平均重量变化(mg) |
-1 |
-2 |
-3 |
-4 |
光照后的平均重量变化(mg) |
+3 |
+3 |
+3 |
+2 |
1)暗处理时,随温度升高,叶片重量(增加/减少),其原因是。
2)光照后,光合作用产生氧气量最多的是第组叶片。28℃条件下每小时光合作用合成的有机物
为mg。
(3)将一绿色植物放入一个三角瓶中,如下图所示。在瓶中安放一个测定CO2浓度的传感器,将瓶口用橡皮塞塞上。传感器的另一端与计算机连接,以监测一段时间内瓶中CO2浓度的变化。如果用此装置进行植物光合作用速率的测定,请回答 :
1)在适宜条件下,首先将该装置置于条件下,此时测得的数值表示。
2)再将该装置置于下,此时测得的数值表示。
3)如果右上图为该植物在步骤①、②中测得的实验数据,根据图中数据,该植物在单位时间(min)内光合作用速率为。