光合作用本质篇1
关键词：辣椒；LeD光源；光合作用；光质；光合有效辐射
中图分类号：S641.3文献标识号：a文章编号：1001-4942（2016）09-0054-06
abstractwithZaozhuangbopipepperasmaterial，theeffectsofdifferentLeDlightqualitiesandlightintensitiesonphotosyntheticparametersofpepperwerestudied.theresultsshowedthatthemodifiedrectangularhyperbolamodelcouldwellsimulatethelightresponsecurveofpepperleaves.UnderdifferentLeDlightsourcetreatments，thenetphotosynthesisrate（pn），stomatalconductance（Gs）andtranspirationrate（e）ofpepperleavesallincreasedwiththeincreaseofphotosyntheticallyactiveradiation，however，theintercellularCo2concentration（Ci）decreased.wealsofoundthatthenetphotosyntheticrateunderwhite，sapphirebluelightandredlightof630nmwashigherthanthatunderotherlightqualities.theabsorptionrateandutilizationrateofCo2werehigherunderwhitelight.thestomatalconductanceunderredlightwashigherthanthatunderotherlightqualities.thetranspirationrateunderredlightof630nmandwhitelightwashigherthanthatunderotherlightqualities.aboveall，thephotosyntheticabilityofpepperunderwhitelightandredlightof630nmwasrelativelystronger.
Keywordspepper；LeDlightsource；photosynthesis；Lightquality；photosyntheticallyactiveradiation
植物生长是通过光合作用储存有机物来实现的，光是植物进行光合作用的必要条件之一[1]，而在太阳辐射中，只有可见光对光合作用是有效的。在可见光区域，用不同波长的光照射植物叶片，测得的光合速率不同。已有研究发现，不同光质对植物光合特性均有显著影响，如单色蓝光下茄子叶片净光合速率显著低于白光对照和红光处理[2]，LeD红光有利于提高青蒜苗的光合速率[3]，蓝紫色短波辐射能够促进人参的光合作用[4]，蓝光处理能够提高的净光合强度[5]。与传统的人工光源高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等相比，新型LeD光源具有节能环保、安全可靠、光电转换效率高、使用寿命长、发热低、冷却负荷小、光谱性能好、光量与光质可调节、易于分散或组合控制等重要特点[6，7]，近年来广受关注。
辣椒（CapsicumannuumL.）为茄科植物辣椒的果实，又叫番椒、海椒、辣子、辣角、秦椒等，是一种药食同源的蔬菜[8]，主要用于菜肴调料，通常成圆锥形或长圆形，未成熟时呈绿色，成熟后变成鲜红色、黄色或紫色，以红色最为常见[9]。辣椒营养价值很高，含有人体需要的碳水化合物、蛋白质、维生素、色素和钙、磷、铁矿物质及15种氨基酸[10]。辣椒的维生素C含量在蔬菜中占首位，是番茄的7～15倍[11]。现在辣椒已成为我国栽种最普遍的蔬菜，并列入十大蔬菜的行列[12]。
本试验采用不同LeD光源照射辣椒植株，研究不同LeD光质、不同照射时间下其叶片净光合速率（pn）、细胞间隙Co2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（e）的变化，以期探明不同光质、光强对辣椒光合作用的影响，为解决辣椒生产中存在的问题提供新的方法和思路。
1材料与方法
1.1试验材料
试验于2015年8-11月在山东农业大学科技创新园进行。供试辣椒品种为枣庄薄皮，种植在日光温室中，根据辣椒苗的生长情况，定期浇营养液（山崎配方），其它管理同常规。辣椒定植30天后开始进行测定。
LeD光源是从深圳纯英达业集团有限公司惠州分公司专门定制的生物灯架LeD高光强射灯，该生物灯架整体高度为1.6m，在人工气候室内通过精准调控光质、温度和湿度模拟自然环境。
1.2试验设计
1.2.1光响应曲线拟合分别采用二项式回归、直角双曲线、非直角双曲线、指数方程模型和直角双曲线的修正模型对叶片光响应曲线进行非线性拟合。
①二项式回归模型[13]：二项式回归法是以净光合速率（pn）和光合有效辐射（paR）的成对值进行二元回归。
pn=ai2+bi+c
式中：i为光合有效辐射强度，a、b和c是常数。
②直角双曲线模型[14]：
pn（i）=αipnmaxαi+pnmax-Rd
式中：pn（i）为光强为i时的净光合速率；i为光强；α为植物光合作用对光响应曲线在i=0时的斜率，即光响应曲线的初始斜率，也称为初始量子效率；pnmax为最大净光合速率；Rd为暗呼吸速率。
③非直角双曲线模型[15]：
pn（i）=αi+pnmax-（αi+pnmax）2-4αikpnmax2k-Rd
式中：k为非直角双曲线的曲角；pn（i）、i、α、pnmax、Rd的定义与前述相同。
④指数方程模型[16]：
pn=pnmax（1-e-αi/pnmax）-Rd
式中：pn、pnmax、α、Rd和i的定义与前述相同。
⑤直角双曲线的修正模型[17]：
pn（i）=α1-βi1+γii-Rd
式中：β和γ为系数（单位为m2・s・μmol-1）；pn（i）、i、α、Rd的定义与前述相同。
1.2.2LeD光源的选择试验设红光630nm、红光660nm、黄光、绿光、蓝光、紫光、蓝紫光、白光、宝蓝光共9种光质处理，每种光质设0、50、100、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600、1800μmol・m-2・s-1共12个光合有效辐射梯度。
1.3测定项目及方法
选取长势一致的叶片，采用CiRaS-3光合仪（美国汉莎科学仪器有限公司）进行光合参数测定，测定温度为25℃，重复3次，取平均值。流速设定为200mL・min-1，测定各处理选取叶片的净光合速率（pn）、细胞间隙Co2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（e）。
1.4数据处理
采用DpS7.05和microsoftexcel2003软件进行数据统计分析和作图，采用Duncan’s新复极差法进行显著性检验（α=0.05）。
2结果与分析
2.1不同处理辣椒叶片光合-光响应曲线拟合模型
采用二项式回归、直角双曲线、非直角双曲线、指数方程模型和直角双曲线的修正模型5种拟合方法分别对实测值进行拟合，得出R2分别为0.9803～0.9987、0.9922～0.9986、0.9957～0.9994、0.9948～0.9992和0.9968～0.9992。将5种模型拟合的光响应曲线（图2）得到的光饱和点（LSp）、光补偿点（LCp）、暗呼吸速率（Rd）、最大净光合速率（pnmax）等指标与实测值光响应曲线进行对比，同时综合拟合优度决定系数R2，得出最适合辣椒叶片光响应曲线的拟合模型是直角双曲线修正模型，其模拟值与实测值之间无显著差异。
可见，不同LeD光源下，辣椒光合作用的表观量子效率表现为黄光红光630nm红光660nm宝蓝光绿光=白光蓝紫光蓝光紫光，可见在弱光条件时辣椒在黄光、红光630nm、红光660nm等较长波长LeD光源下的光合能力较强；最大净光合速率表现为白光宝蓝光红光630nm绿光蓝紫光红光660nm黄光蓝光紫光，可见辣椒在白光、宝蓝光、红光630nm等LeD光源下的最大光合能力较强；暗呼吸速率表现为宝蓝光蓝紫光黄光绿光白光蓝光紫光红光660nm红光630nm，但差异不明显；光补偿点表现为红光630nm红光660nm黄光白光绿光宝蓝光蓝紫光蓝光紫光，可见辣椒叶片在红光630nm、红光660nm、黄光等较长波长LeD光源下能较早开始光合有效积累；光饱和点表现为蓝光绿光紫光黄光宝蓝光蓝紫光红光630nm红光660nm白光，高光强时辣椒叶片在白光、红光660nm、红光630nm下光合能力较强，不易受到强光抑制。
2.3不同LeD光源对辣椒叶片细胞间隙Co2浓度的影响
细胞间隙Co2浓度下降越快，表明叶片对Co2的利用速率越快；细胞间隙Co2浓度越低，表明叶片对Co2的利用率越高。由图4可见，辣椒叶片细胞间隙Co2浓度均随光合有效辐射的增加而减少，且不同光质条件下变化趋势基本一致。低光强时，辣椒对Co2的利用速率较快，随着光强的增加，细胞间隙Co2浓度下降速率减慢，最终趋于平缓。白光、黄光、红光660nm、红光630nm等较长波长光质处理的辣椒叶片对Co2的吸收速率和利用率较高，而宝蓝光、紫光、蓝紫光等较短波长光质处理的辣椒叶片对Co2的吸收速率和利用率较低。
Co2浓度的光响应曲线
2.4不同LeD光源对辣椒叶片气孔导度的影响
气孔导度的大小反映了叶片与外界进行气体交换的能力。图5表明，辣椒叶片气孔导度随光合有效辐射的增加逐渐增大，且不同光质下的变化趋势基本一致。但不同光质条件下辣椒叶片的气孔导度明显不同，红光630nm和红光660nm处理的气孔导度较大，气体交换能力较强，其它光质处理的气体交换能力较弱。
3讨论与结论
光合作用是植物产量形成的基础。光合作用的表观量子效率反映了植物在弱光下的光合能力[18]，是反映植物对光能利用效率的重要指标，同时也可作为判断是否发生光合作用光抑制的标准[19]。本试验结果表明，不同LeD光源下辣椒光合作用的表观量子效率不同，弱光条件时，黄光、红光630nm、红光660nm处理的辣椒叶片的光合能力较强。最大净光合速率反映了植物叶片的最大光合能力[18]，本试验中不同LeD光源下辣椒叶片的最大净光合速率不同，白光、宝蓝光、红光630nm处理的最大光合能力较强。暗呼吸速率是指在完全没有光照的情况下植物呼吸的速率。因为没有光照，光照强度为零，植物不能进行光合作用，Co2只释放不吸收，释放量也最大。辣椒在不同LeD光源下的暗呼吸速率也不同，但差异不明显。光补偿点反映的是植物叶片光合作用过程中光合同化作用与呼吸作用消耗相当时的光强[18]，本试验中红光630nm、红光660nm、黄光处理的辣椒叶片光补偿点较低，能较早地开始光合有效积累。饱和光强反映了植物利用光强的能力，其值高说明植物在受到强光时生长发育不易受到抑制[18]，本试验结果表明，强光下白光、红光660nm、红光630nm处理的辣椒叶片光合能力强，不易受到强光抑制。
本研究表明，不同LeD光源对辣椒叶片的净光合速率、细胞间隙Co2浓度、气孔导度和蒸腾速率均有明显的影响，随着光合有效辐射的增加，各处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显增加，细胞间隙Co2浓度明显降低。光合速率是影响植物同化能力和产量的关键因素[20]。净光合速率的增加有利于Co2的固定，从而产生更多的有机物。蓝光、红光等其它光质处理的净光合速率低于白光处理，这与史宏志[21]、李韶山[22]和Saile-mark[23]等在烤烟、水稻幼苗和野生大豆与栽培大豆上的研究结果一致。但也有研究表明，蓝光处理的桦树叶片净光合速率较高[24]，绿光处理的生姜叶片净光合速率较高[25，26]，与本研究结果并不一致。这说明了植物对光质响应的复杂性，因物种的不同，其光合机构受光质调控的结果可能存在差异。
二氧化碳是光合作用的反应底物，其浓度对植物光合作用的生理生化过程起决定性作用。本研究结果表明，白光处理的辣椒叶片对Co2的吸收速率和利用率较高，其光合效率也较高。作为植物光合作用的通道，气孔的开放保证了H2o、Co2和o2在植物体内的出入，同时控制植物的光合和蒸腾作用[27]。气孔的开关与保卫细胞的水势有关，保卫细胞水势下降而吸水膨胀，气孔就张开；水势上升而失水缩小，使气孔关闭。气孔运动受许多外界环境因素和内在因素的调控，其中光是一个重要的调控因子，不同的光质对气孔的开闭具有重要影响。已有研究表明不同光质对作物叶绿素形成、叶气交换等生理过程均具有调控作用[28，29]，认为叶片中保卫细胞的叶绿体、隐花色素和光敏色素可感应不同光质成分以调节叶片气孔大小和数量[30-35]。已有研究表明，蓝光处理的莴苣[34，36]和青蒜苗[3]的气孔导度较大，而本研究结果表明，红光处理的辣椒叶片气孔导度大于其他光质处理。蒸腾作用有利于营养物质的吸收和运输，对于植物吸水和降低叶片温度也有重要作用，蔬菜作物蒸腾速率的大小反映了植物蒸腾散失水分的多少，直接影响作物的水分利用效率[37，38]。蒸腾作用是反映植物水分代谢的重要生理指标，侧面反映光合作用的强弱。本试验结果表明，红光630nm和白光处理的辣椒叶片蒸腾速率高于其它光质处理，光合能力较强。
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光合作用本质篇2
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关键词：荧光物质；荧光现象；中学化学综合实践活动
文章编号：1005–6629（2014）2–0031–04中图分类号：G633.8文献标识码：B
综合实践活动是区别于学科课程的一门非学术性课程，主要是通过学生的亲身实践，学习科学研究的方法、增强科学探究的能力、加深对社会的了解、加强课堂知识和社会生活的联系[1]。目前综合实践活动作为国家规定学校必须执行的一门课程，已受到各个学校的重视，我们也在摸索和探寻中尝试开展化学综合实践活动，并力求在活动与实践中培养学生的化学科学素养。
2011年关于“纸巾荧光剂超标”[2]以及“猪肉发荧光”[3]等新闻报道频频见诸各类媒体，学生因这类新闻而激发出了对于荧光现象以及荧光物质的强烈好奇心。鉴于此，我们在参加化学竞赛的学生中开展了“探秘生活中常见荧光物质与荧光现象”这一密切联系生活实际的化学综合活动。活动开展的过程中不仅提升了学生的化学研究能力，拓展了学生的化学视野、增强了学生的社会责任感，更为今后进一步开展其他化学综合实践活动积累了一些实用的经验。现介绍如下。
1实施方案
1.1知识和技能准备
综合实践活动指导教师首先对参加实践活动的学生进行“图书馆资料如何查询”、“中国知网如何使用”、“网络搜索引擎介绍”等几方面内容的讲授，使学生了解获取基本知识的来源和方法。然后结合中学实际介绍“苯环的芳香性”、“刚性平面”、“电子跃迁”等基础化学知识，为学生阅读与“荧光”相关文献打下基础。最后综合实践指导老师还必须对需要进行实验操作的学生进行基本的实验操作训练，以使学生掌握该综合实践活动所需的基本实验操作技能。
1.2综合实践小组的划分及研究内容和方案
为使得综合实践活动能够在学校规定的课程实施时间内顺利完成，并使得学生学会团队分工合作，我们在实施该综合实践活动时按照学生个人兴趣爱好以及课题研究的几个具体方面将参加该综合实践活动的学生分为四个小组。
第一组负责查阅文献获知荧光现象产生的基本原因及荧光物质的基本结构特点。要求将文献结果整理成文并制作相应ppt在整个课程实践小组展示。
第二组学生结合文献查阅和调查，寻找日常生活及自然界中常见具有荧光特性的物质。要求查阅清楚所寻找到的荧光物质的结构，以及产生荧光的原因，并收集含有荧光物质的实物若干，于整个实践组展示。
第三组学生利用第二组同学寻找到的具有荧光特性的物质设计完成引发这些物质荧光现象的实验，完成相应实验报告，并拍摄实验视频或照片若干。
第四组学生通过文献分析并结合另三组同学研究成果，撰写“我眼中的荧光现象”综述。要求通过调查了解荧光现象目前在日常生活各个层面的应用实例，并结合调查的结果阐述如何正确地看待荧光现象。
2成果呈现
2.1第一组报告——荧光现象产生的原因及荧光物质的结构特点
该组同学利用搜索引擎以“荧光”为关键词搜索了网络资料，弄清了荧光产生的相关机理。并利用校图书馆馆藏大学教材找到了荧光物质所有具有的结构特征。在实践中提升了资料获取能力以及信息整合能力。
2.1.1什么是荧光
常温下，当某种物质被某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后即进入激发态，并发出比入射光的波长长的出射光（通常波长在可见光波段，波长400～700nm），具有这种性质的出射光就被称之为荧光[5]。而萤火虫以及荧光棒则是通过化学物质发生化学反应而产生发光的现象，一般称为“化学发光”或“生物发光”，不属于我们此处研究的“荧光现象”。
2.1.2荧光现象产生的光物理过程
具有荧光性的分子吸收入射光的能量后（如图1所示），该物质中电子从基态S0
（通常为自旋单重态）跃迁至具有相同自旋多重度的激发态S1或
S2
。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。如激发态S2的电子可经由非常快的（短于10-12秒）内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态S1，紧接着以发光的方式释放出能量回到基态S0，这里发出的光就是荧光，其频率即为νF。由于S1激发态的能量相对低，故在这一过程中发出的荧光的频率νF低于入射光的频率νa。荧光态的寿命为10-8至10-5秒。
此外，电子也可以先从激发态经由系间跨越过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态S1（通常为自旋三重态），再经由系间窜跃等方式无辐射跃迁至激发态t1，最后以发光的方式释放出能量而回到基态S0。由于激发态和基态S0具有不同的自旋多重度，这一跃迁过程是被跃迁选择规则禁戒的，因而需要比释放一般荧光更长的时间（从10-4秒到数分钟乃至数小时不等）来完成该过程；当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直至所有的电子回到基态，这种缓慢释放的光通常被称为磷光，磷光频率为νp。
2.1.3具有荧光现象物质的结构特点
发荧光的物质一般具有下列结构特点：（1）分子中含有共轭双键等强吸收基团，且在一定程度上共轭体系越大，π电子的离域性越强，越易被激发而产生荧光。（2）分子的刚性平面有利于荧光产生。刚性平面结构主要可以减少分子的振动和碰撞去活的可能，有利于荧光的产生。（3）诸如-oH、-nH2、-oR等给电子取代基可使共轭体系增强，导致荧光增强[7]。
2.2第二组报告——调查寻找生活中存在的典型荧光物质
该组同学首先通过网络和图书馆相关资料查询具有荧光性质的物质名称和结构，再分析这些物质可能存在于哪些日常生活常见的物品，最后再实地寻查菜场、药店、超市等多个场地收集含有荧光物质的具体物品。通过不懈的努力共寻得日常生活中含有荧光特性物质多种（如表1所列）。
该组同学在完成本组任务的过程中不仅充分锻炼了信息获取能力，更走入了社会提升了沟通和交流的能力。
2.3第三组汇报——利用生活中常见荧光物质引发荧光实验
第三小组是由整个实践小组实验能力最强，且最喜欢动手操作的学生组成的。他们不仅要设计不同的实验方案将第二小组同学收集来的含有荧光物质的各种日常物品中的荧光物质释放，还要多次实验从而摸索出观察到荧光现象的最佳途径。多次的实验不仅是实验能力的提升，更是意志的锻炼，荧光实验的成功不仅证实第二组同学研究结果的真实性，更让学生进一步理解实验是化学的基础。
2.3.1实验1叶绿素荧光实验
所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400nm）、研钵和研杵、100mL烧杯、3～5片菠菜叶子、95%乙醇。（此处使用紫外光源为网购一般驱虫用的黑光灯）
实验过程：取2～3片菠菜叶在研钵中磨碎，然后将研碎的菠菜叶溶解在50mL95%乙醇中，过滤得滤液。在暗室用紫外光源照射菠菜汁，观察荧光。如果观察不到荧光，加入乙醇稀释该溶液。实验观察到绿色溶液在紫外灯照射下呈现红色荧光。
2.3.2实验2原卟啉荧光实验
所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400nm）、100mL烧杯、棕色壳鸡蛋2只、0.1mol/L盐酸。
实验过程：将2只棕色蛋壳放入50mL0.1mol/L盐酸中，盐酸与蛋壳中的碳酸钙反应，鸡蛋壳表面立即产生大量的气泡，待碳酸钙反应完毕后，蛋壳中的原卟啉被释放出来。在暗室中用紫外灯照射含有原卟啉的溶液，可以观察到绿色荧光现象。
2.3.3实验3维生素B2荧光实验
所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400nm）、100mL烧杯、研钵和研杵。
实验过程：在研钵中将复合维生素片研磨成粉末，并将粉末转移到烧杯中加50mL水溶解，随后在暗室中用紫外光照射，可观察到黄绿色荧光现象。
2.3.4实验4奎宁荧光实验
所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400nm）、100mL烧杯、黑松汽水或通力水。
实验过程：将黑松汽水倒入烧杯中，直接在暗室中用紫外灯照射，可观察到红色荧光。
2.4第四组汇报——如何正确看待荧光现象
第四组同学通过网络和各类期刊文献调查荧光现象的应用范围、应用实例以及应用原理，并将所调查的结果写成综述，在整个综合实践小组展示。学生在综述的过程中学习了科技文献的写作，提升了资料整合能力。
2.4.1荧光现象的应用综述
2.4.2对于荧光现象的评价
荧光现象是特殊结构的物质产生的特殊光化学现象，广泛存在于我们的生活之中。此类现象并不神秘，我们应从容看待，遇到诸如“猪肉荧光”等新闻报道时不应为事物表面的“神秘”所蒙蔽，而应具有从事物本质看待具体问题的基本观念。此外，正确利用荧光物质和荧光现象可更多发展科技，造福人类。如奎宁等物质本身具有荧光性，但人们关注这类物质荧光性以外的用途，也是对物质应用的不同方面。同时也应注意荧光现象使用的适度问题，如利用荧光物质给纸类等增白不应一味追求“白”而忽略荧光物质给人类健康带来的危害。只有根据生产生活实际，合理适度利用荧光现象才是科学的做法。
3总结与反思
本综合实践活动，是我们尝试在学生中开展的一个较具学科深度的研究课题。通过该课题的开展，我们认为化学综合实践活动课题的选择应充分关注生产生活热点与学生的兴趣点，兼顾这两点的课题能够充分激发学生自主学习的热情，为活动的顺利开展提供的动力与激情。
本活动的开展教师并未完全放手，而是在最初的知识准备阶段和活动小组建立过程中发挥了主导作用，教师有效的组织和引导是顺利开展综合实践活动的重要保障。
该综合实践活动从内容上看，涉及理论的学习，文献的查找、实验的开展、物质的寻求等多个方面，要求学生通力合作方可完成。多方面能力的培养是综合实践活动开展的宗旨，综合实践活动的设计应兼顾以上所述各个层面。
从最终呈现的活动成果来看，我们的研究并未能涵盖“荧光现象”的所有问题，研究的结果也未能提出创新的观点。但综合实践活动侧重于学生科研意识、分析问题能力以及实践操作能力的培养，为今后发展打下基础。
参考文献：
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[2]http：//finance.jrj.com.cn/consumer/2011/11/22151411619339.shtml.
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[5][6]荧光（百度互动百科）http：//hudong.com/wiki/%e8-%8D%a7%e5%85%89.
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[8][12]张奚宁，马君等.激光诱导荧光光谱中内源性原卟啉Ⅸ对胃癌生长状态的标示作用[J].激光生物学报，2008，（6）：720～722.
[9]田兰，孔彬等.固相萃取结合HpLC-荧光法测定人血浆中维生素B2含量[J].药物分析杂志，2012，（12）：2150～2153.
光合作用本质篇3
关键词：LeD；组织培养；光源
组培室内最优化环境控制是获得植物更高产量和更好质量所必需的。光对植物的生长发育具有特殊重要的地位，因为它不仅影响着植物几乎所有的发育阶段，还为光合作用提供能量。光调节的发育过程包括发芽、茎的生长、叶和根的发育、向光性、叶绿素的合成、分枝以及花的诱导等。
目前，传统组培室人工光源主要采用荧光灯。荧光灯的发光效率，在最近的20年内上升了50%，但与高压钠灯相比还是比较低的，与金属卤化灯基本相等。同时，一般情况下，人工光源采用红外和远红外光的比例较大，因此，有相当多的能量以热效应方式传递到环境中。灯具产生大量热量使得环境温度上升，用空调降温耗电量大，致使成本提高，直接影响了经济效益的提高。电力消耗成本中，照明所占的成本在运行成本中占有大部分的比例。
1LeD光源的特点
LeD（lightemittingdiode）即发光二极管，它是一种在p-n结上施加正向电流时能发出紫外光、可见光、红外光的半导体固体发光器件。LeD的发光机理：半导体材料中的电子和空穴在p-n结处结合，发出与电子和正电荷空穴之间的能量差相对应的光子而发光。不同的半导体材料可制成各种波长发光的LeD。LeD具有高节能、寿命长、散热少、适用范围广、安全、响应快、无汞污染、全固态的特性。此外，LeD还具有体积小和重量轻等特点，被称为第4代照明光源或绿色光源。
2用于植物组织培养LeD的特征
将LeD这些特征应用到植物组织培养光源之中，具体表现为以下优势：
2.1可以调节光源的光谱分布
LeD输出光谱比较小，红色LeD的光谱半幅值为20～30nm，接近于单色光。单色光单独使用或组合使用都可以。使用LeD可以集定波长的光均衡地照射作物，不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分。
2.2可以靠近作物照明
组培室离不开人工光源，而且需要比较多色的光，灯具产生大量的热量使得室温上升，用空调降温耗电量大，成本高。组培室应用的LeD属于冷光源，可以置于离植物很近的地方而不会把植物烧伤。光的利用率很高，可用于多层立体组合系统。
2.3使用寿命长
其超强的耐用性也降低了生产的成本。光合色素的吸收光谱主要集中在波长为610～720nm的红橙光，及波长为400～510nm的蓝紫光，而传统日光灯发射的光谱主要在450～580nm之间，对光合作用起关键作用的红光区（610～720nm）辐射却很低。LeD发射的窄单色红光光谱（620～625nm）、蓝光光谱（470～475nm），与光合色素，尤其是叶绿素a、b的吸收波长相匹配白光LeD发射的光谱在420～490nm和510～710nm范围内最强，也与植物光合色素吸收光谱吻合。加之，LeD光源能区分出不同的光质，不同的光质对植物生长的影响显著不同，因此，国内外已有一些科学家尝试用LeD光源作为组培光源来提高组织培养效果。
3LeD在组织培养中的应用
世界上最早将LeD用于植物栽培的是日本三菱公司，早在1982年就有关于波长650nm的红色LeD光源用于温室番茄补光的试验报告。此后，美国naSa研究中心也把此项技术做为宇宙基地等闭锁式生命维持系统（CeLSS）的相关技术之一开展研究，并希望LeD作为人工环境下植物栽培的主要光源。1987年以wisconsin大学的Dr.tibbitts等为主的研究小组正式采用LeD光源，开始进行莴苣的栽培试验，并进行阶段性成果的研究报告。
20世纪90年代以来，世界上已有多家研究机构开始进行LeD的试验研究。日本tanaka等较早地利用LeD作为兰花组培苗光源，发现红光促进大花蕙兰试管苗叶片的生长，但降低叶绿素含量，且这种现象可被蓝光抵消。试管苗生长的最佳LeD（红光）和LeD（蓝光）的配比为8：2。1992年日本千叶大学古在丰树教授的研究小组进行了有关LeD红色光、远红色光对马铃薯生理过程影响的试验研究。目前，已经被证实许多作物或者花卉可以成功地应用LeD进行培育，如莴苣、胡椒、菠菜、虎头兰、蝴蝶兰、白鹤芋等。
以色列和中国台湾省一些研究部门也进行过有关LeD在植物工厂和组培室的试验。台湾大学生物资源暨农学院陈金男、陈育菘等以LeD可调控系统探讨星辰花与龙胆组培苗之光环境，以LeD光环境控制系统与自行开发的LeD可调控系统，设计不同的光环境，进行星辰花与龙胆组培苗光环境栽培，并以田口法——信号杂讯比（taguchimethod—SignalofnoiseRatio）结合主成份分析（principalcomponentanalysis，pCa），将所得相关性状指标结合为——反映品质与变异的综合指标，并透过田口主效应分析（maineffectanalysis）与反应曲面法（Responsesurfacemethod，RSm），探讨上述2种组培苗的最适光环境条件。
饶瑞佶、方炜使用不闪烁的红、蓝光LeD培育蝴蝶兰种苗，发现在荧光灯下培育的种苗除了叶长之外，并无明显差异，从而证实了LeD可用于蝴蝶兰组培苗的生产，同时，亦适用于作为光形态建成基础研究的人工光源。
蒋要卫以自行开发、光质比例和光量子数可调的超高亮度红光与蓝光LeD灯具为人工光源，对大花蕙兰和蝴蝶兰试管苗进行培养试验。结果表明：不同光质比例光源相比，含有较大红光比例的LeD光源对大花蕙兰和蝴蝶兰试管苗的影响优于含有较大蓝光比例的LeD光源。红蓝光比例为80：20的LeD光源作大花蕙兰试管苗组织培养用光源并结合Co2营养，可以显著改善大花蕙兰试管苗的生长状况，并提高其品质，而传统组织培养用荧光灯仍是蝴蝶兰试管苗生长较为理想的光源。生长在不同光质比例光源下的大花蕙兰试管苗，除地上部测定指标和干物率与对照处理没有明显差异外，叶绿素指数、气孔大小和面积均高于对照处理。而生长在不同光质比例光源下的蝴蝶兰试管苗除干物率和叶绿素指数高于对照处理外，其它测定指标均不及对照处理。
4LeD发展前景及存在的问题
LeD是一种高效、节能、可控性好的新型组培光源。LeD集成发光板具有良好的光电特性，而且其光衰减性很具规律性，这将给组培光源的调控带来很大便利，有利于组培育苗的工厂化和自动化生产。其次，LeD光源比传统日光灯光源具有更强的透射性，其有效发光效能也明显高于传统的日光灯。因此，对倡导工厂化、自动化、节能、高效的组培育苗产业来说，新型LeD光源作为组培光源必将具有更广阔的前景。
当前，影响LeD光源在组织培养中普及应用的因素主要有2个方面：一是与广域的光谱范围的其它人工光源相比，单色光还是难以应对更多种类的作物。二是LeD高昂的价格。随着半导体技术的不断发展，LeD成本将大幅度降低，一些经济、实用的LeD光源及其配套设施必将推出，为组织培养的商业化普及推广将会起到重要的推动作用。
参考文献
1廖祥儒，张蕾，徐景等.光在植物生长发育中的作用[J].大学学报2001（3）
2徐学基.研究和开发21世纪照明新光源[J].“世纪之光”学术研讨会论文集专辑，2000（12）
光合作用本质篇4
1.（2015年江苏卷，1）下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述，正确的是（）
a.都能被相应的酶水解
B.都是水溶性物质
C.都含C、H、o、n这4种元素
D.都是人体细胞中的能源物质
【解题思路】淀粉能被淀粉酶水解，脂肪能被脂肪酶水解，蛋白质和核酸也能被相关酶水解成小分子物质，a项正确。脂肪不溶于水，B项错误。淀粉、脂肪只含C、H、o三种元素，核酸含C、H、o、n、p五种元素，C项错误。糖类是主要能源物质，脂肪是主要储能物质，蛋白质也能供能，核酸不能提供能量，D项错误。
【答案】a
【评析】本题考查了四种有机物的元素组成、有机物水解与能源物质的知识，考查识记能力。
2.（2015年全国新课标卷Ⅰ，1）下列叙述错误的是（）
a.Dna和atp中所含元素的种类相同
B.一个tRna分子中只有一个反密码子
C.t2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的Dna上
【解题思路】Dna与atp都由C、H、o、n、p五种元素组成，a项正确。一个tRna上只有一个反密码子，B项正确。t2噬菌体的核酸是Dna，它的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，C项正确。控制细菌的Dna在拟核和拟核外的质粒Dna上，细菌无线粒体，D项错误。
【答案】D
【评析】本题考查了Dna、atp的化学元素组成，Dna的基本组成单位和Dna在原核细胞中的存在部位以及Rna与反密码子的知识，考查识记能力。
3.（2015年全国新课标卷Ⅱ，1）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
下列分析正确的是（）
a.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗atp
D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【解题思路】从表格数据可知，在温度相同时，培养瓶中有空气比有氮气时离子相对吸收量多，在培养瓶中都含空气时17℃比3℃离子的相对吸收量多，说明它的吸收需要有氧呼吸提供能量，a项正确。该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化有关，B项错误。氮气环境中没有氧气，无法进行有氧呼吸，由于无氧呼吸供能不足，离子相对吸收量少，但仍消耗能量，C项错误。与空气相比，氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，D项错误。
【答案】a
【评析】本题考查了植物吸收矿质离子与温度、气体的关系及主动运输的知识，考查分析、理解能力。
4.（2015年全国新课标卷Ⅱ，3）下列过程中，不属于胞吐作用的是（）
a.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程
B.mRna从细胞核到细胞质的过程
C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程
D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程
【解题思路】分泌蛋白（如抗体）的分泌属于胞吐作用，神经递质的释放过程也属于胞吐作用。mRna从细胞核到细胞质的过程是通过核孔进行的，不属于胞吐作用。
【答案】B
【评析】本题考查了胞吐作用的知识，考查理解能力。
5.（2015年山东卷，4）下列有关细胞内物质含量比值的关系，正确的是（）
a.细胞内结合水/自由水的比值，种子萌发时比休眠时高
B.人体细胞内o2/Co2的比值，线粒体内比细胞质基质高
C.神经纤维膜内K+/na+的比值，动作电位时比静息电位时高
D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应Co2后比停止前高
【解题思路】种子萌发时自由水/结合水的比值相对较高。气体通过生物膜属于自由扩散，因此细胞质基质比线粒体内氧气浓度高，而线粒体内比细胞质基质中的二氧化碳浓度高。产生动作电位时，na+内流而K+外流，因此动作电位与静息电位相比，神经纤维膜内K+/na+的比值较小。适宜条件下光合作用过程中，停止供应Co2后C5不能生成C3，因此C5相对含量增加而C3相对含量减少。
【答案】D
【评析】本题考查了自由水与结合水、氧气与二氧化碳、钠离子与钾离子、C3和C5在不同生理状况下的比例变化，考查理解与运用能力。
6.（2015年北京卷，2）下列对各种生物大分子合成场所的叙述，正确的是（）
a.酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白
B.肌细胞在细胞核中合成mRna
C.t2噬菌体在细菌细胞核内合成Dna
D.叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉
【解题思路】真核细胞内，蛋白质都在核糖体上合成，高尔基体与蛋白质的加工有关，a项错误。真核细胞中，mRna在细胞核内通过转录合成，B项正确。细菌属于原核生物，无细胞核，C项错误。淀粉是叶绿体基质中通过暗反应合成的，D项错误。
【答案】B
【评析】本题考查了蛋白质、mRna、淀粉、Dna等物质合成的知识，也考查了原核细胞的结构，考查理解与识记能力。
7.（2015年福建卷，1）人体内含有多种多样的蛋白质，每种蛋白质（）
a.都含有20种氨基酸
B.都是在细胞内发挥作用
C.都具有一定的空间结构
D.都能催化生物化学反应
【解题思路】不同蛋白质可能由1至20种氨基酸组成。蛋白质可以在细胞内发挥作用如呼吸酶，也可在细胞外发挥作用，如消化酶。各种蛋白质都有一定的空间结构，并且空间结构与其功能有关。蛋白质中只有酶具催化作用，其他蛋白质各有其自身作用。
【答案】C
【评析】本题考查了蛋白质的基本单位、空间结构、功能等知识，考查理解与识记能力。
8.（2015年四川卷，1）下列在叶绿体中发生的生理过程，不需要蛋白质参与的是（）
a.mg2+吸收B.o2扩散
C.光能转换D.Dna复制
【解题思路】mg2+吸收属于主动运输，需载体蛋白参与。光能转换与Dna复制均需要酶的参与。o2扩散属于自由扩散，与蛋白质无关。
【答案】B
【评析】本题考查物质跨膜运输、酶作用等知识，考查理解与运用能力。
9.（2015年重庆卷，1）比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞，相同的是（）
a.线粒体的功能
B.发育的全能性
C.膜蛋白的种类和数量
D.内质网上核糖体的数量
【解题思路】胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞相比，线粒体功能一样，都是有氧呼吸的重要场所。胚胎干细胞的全能性大于胰腺腺泡细胞。由于基因选择性表达，不同细胞中膜蛋白的种类和数量往往不同。由于细胞的结构与功能相适应，不同细胞中核糖体的数量不会完全相同。
【答案】a
【评析】本题考查了细胞器的功能、蛋白质的种类等知识，考查理解与运用能力。
10.（2015年海南卷，1）细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述，错误的是（）
a.细胞膜是一种选择透过性膜
B.乙醇通过细胞膜需要消耗atp
C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜
D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中
【解题思路】细胞膜的功能特点是具有选择透过性，乙醇通过细胞膜属于自由扩散，氨基酸通过细胞膜需载体蛋白参与，蛋白质分子可以镶在磷脂双分子层表面或嵌入磷脂双分子层中，或横跨整个磷脂双分子层。
【答案】B
【评析】本题考查细胞膜的结构、功能与物质跨膜运输等知识，考查理解能力。
11.（2015年海南卷，2）细胞是生命活动的基本单位。关于细胞结构的叙述，错误的是（）
a.细菌有核糖体，无叶绿体
B.蓝藻无细胞核，也无核糖体
C.水绵有细胞核，也有叶绿体
D.酵母菌有细胞核，无叶绿体
【解题思路】细菌和蓝藻属于原核生物，除核糖体外无其他细胞器，也无细胞核；水绵属于真核生物，有细胞核和叶绿体；酵母菌属于真核生物，有细胞核，但无叶绿体。
【答案】B
【评析】本题考查了原核细胞与真核细胞的细胞结构，考查识记能力。
12.（2015年海南卷，10）取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果。下列说法正确的是（）
a.实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【解题思路】成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水发生质壁分离现象，反之则发生质壁分离复原现象，两者浓度相等时，吸水量与失水量相等，水分进出达到平衡状态。分析实验结果可知，甲吸水、乙水分进出平衡、丙失水，所以实验前甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度，a项错误；乙的浓度不变是因为细胞外蔗糖溶液浓度与乙的浓度相等，水分进出平衡，B项错误；实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C项错误；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D项正确。
【答案】D
【评析】本题考查渗透作用的有关知识，考查理解与运用能力。
13.（2015年上海卷，15）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中数分钟后，用清水引流，重复多次，则在此过程中右图所示细胞中（）
a.区域①扩大，区域②紫色变浅
B.区域①缩小，区域②紫色加深
C.区域①扩大，区域②紫色不变
D.区域①缩小，区域②紫色变浅
【解题思路】洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中会发生质壁分离，用清水引流多次后，会出现质壁分离复原现象，因此，区域①缩小，同时由于吸收水分，区域②紫色变浅。
【答案】D
【评析】本题考查质壁分离与复原现象，考查理解能力。
14.（2015年安徽卷，1）血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所，正确的是（）
【解题思路】抗体是分泌蛋白，需要在内质网上的核糖体上合成肽链，再经过内质网的初加工，由小泡转移到高尔基体进一步加工才可分泌到细胞外。
【答案】D
【评析】本题考查细胞器的功能，考查识记能力。
15.（2015年广东卷，1）下列各组细胞器均具单层膜的是（）
a.液泡和核糖体
B.中心体和叶绿体
C.溶酶体和高尔基体
D.内质网和线粒体
【解题思路】核糖体与中心体无膜结构，叶绿体与线粒体具双层膜，液泡、内质网、溶酶体、高尔基体具单层膜。
【答案】C
【评析】本题考查生物膜的知识，考查识记能力。
16.（2015年上海卷，2）原核生物都具有的结构是（）
a.细胞膜和核膜
B.线粒体和核膜
C.细胞膜和核糖体
D.线粒体和核糖体
【解题思路】原核细胞有细胞膜、无核膜，只有核糖体一种细胞器。
【答案】C
【评析】本题考查原核细胞的结构，考查识记能力。
17.（2015年上海卷，6）下图显示物质p和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是（）
a.物质p可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质p和Q出细胞都需要载体
D.物质p和Q出细胞未必都消耗能量
【解题思路】图中物质p从低浓度到高浓度，属于主动运输；物质Q从高浓度到低浓度，可能是协助扩散或自由扩散。因此物质p不可能是氧气，物质Q可能是水分子也可能是其他分子。物质p出细胞需载体，而物质Q还可能是自由扩散，因此不确定是否一定需要载体。
【答案】D
【评析】本题考查物质跨膜运输的方式，考查理解与识图能力。
18.（2015年江苏卷，26）下图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题：
（1）图中双层膜包被的细胞器有（填序号）。
（2）若该细胞为人的浆细胞，细胞内抗体蛋白的合成场所有（填序号），合成后通过运输到（填序号）中进一步加工。
（3）新转录产生的mRna经一系列加工后穿过细胞核上的转运到细胞质中，该结构对转运的物质具有性。
（4）若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶，推测该酶将被转运到（填序号）发挥作用。
【解题思路】（1）图中的④⑤分别为线粒体和叶绿体，具有双层膜结构。
（2）分泌蛋白是由附着于内质网上的核糖体合成的，内质网的功能之一是与蛋白质合成有关。然后通过囊泡到达高尔基体中进一步加工。
（3）mRna在细胞核内合成加工后经核孔到达细胞质，核孔对物质进出细胞核具有选择性。
（4）丙酮酸脱氢酶是线粒体中用于有氧呼吸的酶，因此合成后到达线粒体。
【答案】（1）④⑤（2）①②囊泡③（3）核孔选择（4）④
【评析】本题考查了生物膜与细胞器的知识，同时考查了核孔和分泌蛋白合成与分泌的过程，考查理解与运用能力及识图分析能力。
专题二细胞的代谢
1.（2015年海南卷，3）atp是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于atp的叙述，错误的是（）
a.酒精发酵过程中有atp生成
B.atp可为物质跨膜运输提供能量
C.atp中高能磷酸键水解可释放能量
D.atp由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
【解题思路】酒精发酵属于无氧呼吸，能产生少量的atp。物质跨膜运输所需能量来自atp。atp中远离a的那个高能磷酸键水解释放能量。atp由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。
【答案】D
【评析】本题考查了atp的化学组成、合成与水解、作用等知识，考查理解能力。
2.（2015年海南卷，4）关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（）
a.酶的化学本质是蛋白质或Rna
B.脲酶能够将尿素分解成氨和Co2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类
D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
【解题思路】酶的化学本质是蛋白质或Rna，蛋白酶和淀粉酶能分别将蛋白质和淀粉水解。细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖，纤维素酶不能将其水解。
【答案】D
【评析】本题考查了酶的本质与酶的专一性特点，同时考查了植物细胞壁与细菌细胞壁的成分，考查理解能力。
3.（2015年江苏卷，21）为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。下列叙述正确的是（）（多选）
a.强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D.画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
【解题思路】滤纸层析从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a与叶绿素b。从图可知，在强光下，类胡萝卜素含量增加而叶绿素含量减少，说明强光照导致了该植物叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加可能有利于该植物抵御强光照。画滤液线时，滤液在点样线处等干燥后多画几次，增加色素含量。
【答案】aBC
【评析】本题考查了叶绿体色素的种类，考查识图分析与理解能力。
4.（2015年福建卷，3）在光合作用中，RuBp羧化酶能催化Co2+C5（即RuBp）2C3。为测定RuBp羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14Co2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是（）
a.菠菜叶肉细胞内RuBp羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
B.RuBp羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C.测定RuBp羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法
D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBp羧化酶活性越高
【解题思路】RuBp羧化酶催化的是暗反应，发生在叶绿体基质中，暗反应不需光照，但在光下也可进行。由题可知通过同位素标记法测定RuBp羧化酶活性。RuBp羧化酶活性越高，则单位时间内其催化产生的14C3的量越多。
【答案】B
【评析】本题考查光合作用暗反应的知识，考查分析问题和理解能力。
5.（2015年重庆卷，4）将下图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下，细胞内外的Co2和o2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是（）
a.黑暗条件下，①增大、④减小
B.光强低于光补偿点时，①③增大
C.光强等于光补偿点时，②③保持不变
D.光强等于光饱和点时，②减小、④增大
【解题思路】在黑暗条件下，只有呼吸作用，线粒体产生的二氧化碳释放到胞外，因此①增大，同时消耗的氧气来自胞外，即④减小。光强低于光补偿点时，光合作用强度小于呼吸作用强度，消耗较多氧气同时产生较多的二氧化碳，因此①增大、③减小。光强等于光补偿点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，图中各值不变。光强等于光饱和点时光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗二氧化碳、释放氧气，因此②减小、④增大
【答案】B
【评析】本题考查了光合作用与呼吸作用之间的关系，考查理解与运用能力。
6.（2015年海南卷，9）植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度（叶温）变化的趋势如下图所示。下列叙述错误的是（）
a.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能
B.叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高
C.叶温为25℃时，植物甲的光合作用强度与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D.叶温为35℃时，甲、乙两种植物的光合作用强度与呼吸作用强度的差值均为0
【解题思路】植物光合作用过程中的能量都来自太阳光能，a项正确；从图可知，在叶温在36～50℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B项正确；叶温为25℃时，两种植物的净光合速率不同，光合作用强度与呼吸作用强度的差值也就是净光合速率，C项正确；叶温为35℃时，甲、乙两种植物的净光合速率相等，即光合作用强度与呼吸作用强度的差值相等，但大于0，D项错误。
【答案】D
【评析】本题考查光合速率与呼吸速率的关系，考查理解与分析图表的能力。
7.（2015年四川卷，4）在适宜温度和大气Co2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标（见下表）。下列分析正确的是（）
（光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强）
a.光强大于140μmol・m-2・s-1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的o2全部进入线粒体
B.光强小于1255μmol・m-2・s-1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是Co2浓度
C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量
D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加
【解题思路】140μmol・m-2・s-1为马尾松植株的光补偿点，当光强大于140μmol・m-2・s-1时马尾松幼苗叶肉细胞中产生的o2除进入线粒体外，还扩散至细胞外，a项错误；光强小于1255μmol・m-2・s-1时，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照强度，B项错误；森林中生产者制造有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量，C项错误；由表格信息可知，青冈的光补偿点较低，因而更适应弱光环境，在群落演替过程中，随着林冠密集程度的增大青冈的种群密度将会增加，D项正确。
【答案】D
【评析】本题考查了光合作用的有关知识，考查理解运用与分析表格信息的能力。
8.（2015年上海卷，14）下列细胞中，其无氧呼吸的过程会以乳酸为主要产物的是（）
a.密闭塑料袋中苹果的细胞
B.用于制作酒酿的酵母菌
C.剧烈奔跑时的马骨骼肌细胞
D.浇水过多的青菜根部细胞
【解题思路】剧烈奔跑时的马骨骼肌细胞要进行无氧呼吸，动物细胞内无氧呼吸的产物为乳酸。而苹果细胞、酵母菌和青菜根部细胞无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳。
【答案】C
【评析】本题考查无氧呼吸的有关知识，考查理解能力。
9.（2015年浙江卷，30）某植物叶肉细胞光合作用的暗反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子pi（无机磷酸）。
请回答：
（1）磷除了是光合作用相关产物的组分外，也是叶绿体内核酸和的组分。
（2）卡尔文循环中3磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于。
（3）若蔗糖合成或输出受阻，则进入叶绿体的数量减少，使三碳糖磷酸大量积累于中，也导致了光反应中合成数量下降，卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于。此时过多的三碳糖磷酸将用于，以维持卡尔文循环运行。
【解题思路】（1）pi在光合作用中，参与光合产物的构成，是atp和naDpH的成分，也是叶绿体中核酸以及生物膜中磷脂的组成成分。（2）卡尔文循环中3磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应消耗光反应产生的atp，因而属于吸能反应。（3）若蔗糖合成受阻，则同时产生的pi数量减少，导致进入叶绿体中的pi减少；若蔗糖输出受阻，则三碳糖磷酸大量积累于叶绿体基质中，由于光反应中可利用的pi减少，导致光反应合成的atp减少，因而也影响卡尔文循环。这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于负反馈调节。此时，过多的三碳糖磷酸也可参与淀粉的合成，以维持卡尔文循环的正常运行。
【答案】（1）磷脂（2）吸能反应（3）pi叶绿体基质atp负反馈调节淀粉合成
【评析】本题考查光合作用过程，考查理解能力及获取并利用新信息的能力。
10.（2015年江苏卷，27）为了研究2个新育品种p1、p2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：
（1）图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积的释放量。
（2）光合作用过程中，Co2与C5结合生成，消耗的C5由经过一系列反应再生。
（3）由图可知，p1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的。
（4）栽培以后，p2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是。
【解题思路】（1）图1中实验的自变量是温度和不同的品种，其他都是无关变量，无关变量要求相同且适宜，因此图中曲线应在光照强度、Co2浓度都相同的实验条件下测得数据。在光合作用过程中释放氧气，因此曲线测得的是氧气的释放量。（2）在暗反应中，一分子Co2与一分子C5结合生成2分子C3，C3在光反应产物[H]和atp作用下，经卡尔文循环又可再生成C5，同时另一个碳原子用于生成有机物。（3）从题中信息分析，叶绿素含量较高时有利于光反应进行，产生更多的[H]和atp，另一方面，蛋白质含量较高，有更多的酶参与光合作用催化反应。（4）光合作用发生在叶绿体中，而籽实中的有机物来自光合产物的转移，如果p2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，那只能是光合产物运输到籽实的量较少。
【答案】（1）光照强度、Co2浓度o2（2）C3C3（3）[H]和atp参与光合作用的酶（4）p2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少
【评析】本题考查光合作用中光反应产物与暗反应过程以及光合产物的运输等知识，考查分析图表能力与理解运用能力。
11.（2015年重庆卷，10）小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
（1）取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：
步骤①中加入的C是，步骤②中加缓冲液的目的是。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应。
（2）小麦淀粉酶包括α淀粉酶和β淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：
X处理的作用是使。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著（填“深于”或“浅于”）白粒管，则表明α淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
【解题思路】（1）淀粉加碘液后呈蓝色，淀粉酶能将淀粉水解，而使其不呈蓝色或减弱。分析三组实验，红粒管与白粒管分别加提取液，则对照组应加等量的蒸馏水。为控制无关变量，加入缓冲液的目的是控制pH。从表中数据可知，淀粉酶活性较低的应是淀粉水解程度较低、显色较高的一组，即红粒管组。由于红粒小麦穗发芽率低，因此根据题中信息推测，淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，相当于反应物淀粉量减少，为保持显色结果不变，应缩短保温时间，因为时间太长两个实验组淀粉完全水解后，显色一样。（2）本组实验是探究α淀粉酶和β淀粉酶的作用，因此两组的自变量是两种淀粉酶分别失活。根据实验结论，α淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因，即发挥催化作用的应是α淀粉酶，一旦α淀粉酶失活，则对淀粉无催化作用，此组实验中淀粉不会水解，显色应深些。
【答案】（1）0.5mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短（2）β淀粉酶失活深于
【评析】本题考查了酶的催化作用及实验分析，考查分析理解与运用能力。
12.（2015年山东卷，26）油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。
（1）油菜果皮细胞内通过光合作用固定Co2的细胞器是。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨（穿）膜运输方式是。
（2）图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率（填“大于”或“小于”）第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而（填色素名称）的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的和减少，光合速率降低。
（3）图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由转化而来。
【解题思路】（1）光合作用的场所是叶绿体。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖是从低浓度到高浓度，即主动运输。（2）总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。据图甲可知，第24天呼吸速率为2，净光合速率为6.5，即总光合速率为8.5，同理第12天的总光合速率为9.5。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素含量不变，从而表现类胡萝卜素颜色。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应产生的atp与[H]减少。（3）第36天，种子内含量最高的有机物是脂肪，脂肪可用苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液鉴定。而开始时可溶性糖和淀粉含量较高，在种子发育过程中减少，说明在种子发育过程中由可溶性糖和淀粉转化为脂肪。
【答案】（1）叶绿体主动运输（2）小于类胡萝卜素（或叶黄素和胡萝卜素）[H]（或naDpH）atp（注：两空可颠倒）（3）苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）可溶性糖和淀粉
【评析】本题考查光合作用与种子萌发的有关知识，考查理解与分析图表能力。
13.（2015年安徽卷，29）科研人员探究了不同温度（25℃和0.5℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的Co2生成速率的变化，结果见图1和图2。
（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下果实的Co2生成速率较低，主要原因是；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测浓度变化来计算呼吸速率。
（2）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的Co2浓度。
③记录实验数据并计算Co2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。
a.；b.。
【解题思路】（1）由图可知，与25℃相比，0.5℃条件下的Co2生成速率较低，主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的Co2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测反应物即o2浓度变化来计算呼吸速率。（2）根据单一变量原则，选取的果实成熟度还应一致；根据可重复性原则，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。
【答案】（1）低温降低了细胞呼吸相关酶的活性Co2o2（2）a.选取的果实成熟度还应一致b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验
【评析】本题考查了细胞呼吸与种子萌发的有关知识，考查理解运用与分析图表能力。
14.（2015年北京卷，31）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光暗转换条件下Co2吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
（1）在开始检测后的200s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解，同化Co2，而在实验的整个过程中，叶片可通过将储藏在有机物中稳定的化学能转化为和热能。
（2）图中显示，拟南芥叶片在照光条件下Co2吸收量在μmol・m-2・s-1范围内，在300s时Co2达到2.2μmol・m-2・s-1。由此得出，叶片的总（真正）光合速率大约是μmolCo2・m-2・s-1。（本小题所填数值保留至小数点后一位）
（3）从图中还可看出，在转入黑暗条件下100s以后，叶片的Co2释放，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
（4）为证明叶片在光下呼吸产生的Co2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用技术进行探究。
【解题思路】在光反应中，叶肉细胞利用光能分解水。从图中纵坐标可知在照光条件下，Co2吸收量在0.2～0.6μmol・m-2・s-1范围内，在300s时处于黑暗，只有呼吸作用，释放二氧化碳。总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。从图中还可看出，在转入黑暗条件下100s以后，叶片的Co2释放量逐渐减少。研究光合作用反应物中的元素去向常利用14C同位素示踪技术。
【答案】（1）水细胞呼吸atp中活跃的化学能（2）0.2～0.6释放量2.4～2.8（3）逐渐减少（4）示踪元素（或同位素标记）
【评析】本题考查了光合作用的有关知识及与呼吸作用的关系，考查理解运用与分析图表能力。
专题三细胞的生命历程
1.（2015年浙江卷，2）下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是（）
a.不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同
B.同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和m期长短不同
C.若在G2期加入Dna合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同
D.减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半
【解题思路】不同生物的细胞大小与数目不一定相同，细胞周期长短往往不同。同一生物各种组织的细胞周期长短一般也不会相同。如果在G2期加入Dna合成抑制剂，对Dna的复制无影响，有丝分裂前期每条染色体含两条姐妹染色单体，子细胞与母细胞染色体数目相同。减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有两条染色单体，而一个四分体含四条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半。
【答案】C
【评析】本题考查了细胞周期、有丝分裂与减数分裂的有关知识，考查理解能力。
2.（2015年广东卷，6）以下选项正确的是（）
【解题思路】加酶后酶只会加快反应速率，但对产物量无影响，a项正确。植物的茎受单侧光照射向光弯曲，原因是背光侧生长素浓度比向光侧高，两者都是促进作用，不能体现两重性，B项错误。菠菜属于高等植物，无中心体，C项错误。二倍体动物在有丝分裂后期移向每一极的染色体应有同源染色体，此时染色体总数是四的倍数，D项错误。
【答案】a
【评析】本题考查了酶促反应的特点、生长素的作用特点、植物细胞的结构及有丝分裂的特点等知识，考查理解与运用能力及分析图表的能力。
3.（2015年安徽卷，3）右图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是（）
a.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B.乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C.甲和乙细胞中的染色体数目相等，Dna含量相同
D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
【解题思路】细胞板在末期出现，赤道板只代表一个位置，并不是真实存在的结构，有丝分裂中期每条染色体的着丝点排列在赤道板位置。乙细胞所处的时期是后期，着丝点分开后，染色体被平均分配，移向细胞两极。乙细胞的染色体数目是甲的二倍，二者的Dna数目相同。统计图中处于分裂期的细胞数还不可以计算出细胞周期长短，只是计算出分裂期时间占细胞周期的比例。
【答案】B
【评析】本题考查细胞有丝分裂的有关知识，考查理解与分析识图能力。
4.（2015年江苏卷，2）下列关于人体细胞增殖、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是（）
a.细胞的分化程度越高，全能性越强
B.癌细胞具有细胞增殖失控的特点
C.正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡
D.幼年个体生长需细胞增殖，成年后不需细胞增殖
【解题思路】细胞的分化程度越高，全能性越低，a项错误。癌细胞由于失去控制而无限增殖，B项正确。正常细胞的衰老、凋亡对机体有利，因此正常细胞的衰老、凋亡不一定会使个体衰老死亡，C项错误。成年后仍需细胞增殖，如造血干细胞、皮肤生发层细胞等，D项错误。
【答案】B
【评析】本题考查细胞分化、衰老、凋亡与细胞癌变的有关知识，考查识记与理解能力。
5.（2015年山东卷，2）关于细胞生命历程的叙述，正确的是（）
a.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达
C.真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式
D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
【解题思路】在胚胎细胞和其他细胞中都存在着各种基因，包括细胞凋亡的基因，a项正确。原癌基因与抑癌基因在正常细胞中表达，B项错误。无丝分裂是真核细胞的一种细胞增殖方式，高等动植物体内也存在无丝分裂，C项错误。细胞分化过程中存在基因的选择性表达，因此蛋白质的种类和数量可能发生改变，D项错误。
【答案】a
【评析】本题考查了无丝分裂与有丝分裂、细胞分化及细胞凋亡的有关知识，考查理解与识记能力。
6.（2015年北京卷，3）流式细胞仪可根据细胞中Dna含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞，24小时后用流式细胞仪检测，结果如下图。对检测结果的分析不正确的是（）
a.b峰中细胞的Dna含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行Dna复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞Dna的复制
【解题思路】从图可知，a、b峰中对应Dna相对含量分别为40与80，a峰和b峰之间Dna数量正在增加，说明细胞正进行Dna复制。在细胞分裂期的前、中、后三个时期的细胞应位于b峰，而末期的细胞应位于a峰处，所以C项错误。从两组对比可知，实验组的b峰值小，说明此抗癌药物对Dna复制有抑制作用。
【答案】C
【评析】本题考查细胞有丝分裂与细胞癌变的有关知识，考查理解能力及分析图表获取新信息的能力。
7.（2015年天津卷，4）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（）
【解题思路】a图表示初级卵母细胞，由于在减数第一次分裂时不形成纺锤体因此染色体无法移向两极，因此产生的次级卵母细胞中仍含4条染色体，第二次分裂正常进行，因此a项错误而B项正确。这样产生的卵细胞中有4条染色体，C项错误。此卵细胞与结合发育成三倍体草鱼胚胎，体细胞中有三个染色体组共6条染色体，其中有四条染色体来自母方，两条来自父方，D项错误。
【答案】B
【评析】本题考查了有丝分裂、减数分裂和异常分裂的知识。考查理解能力与分析图表获取新信息的能力。
8.（2015年江苏卷，10）甲、乙为两种果蝇（2n），下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是（）
a.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
【解题思路】分析甲、乙两图，二者的区别在于1号染色体的不同，二者的着丝点位置不同，可能是发生了染色体结构变异（如倒位），二者的基因排列顺序不相同，因此发生变异后减数分裂异常，也并不是甲通过交叉互换产生了乙，而染色体变异能为生物进化提供原材料。
【答案】D
【评析】本题考查了染色体变异、生物进化与减数分裂的知识，考查理解运用与分析能力。
9.（2015年海南卷，5）关于细胞凋亡的叙述，错误的是（）
a.细胞凋亡受细胞自身基因的调控
B.细胞凋亡也称为细胞编程性死亡
C.细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中
D.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
【解题思路】细胞凋亡受细胞自身基因的调控，是正常的细胞生命活动，a项正确；细胞凋亡也称为细胞编程性死亡，B项正确；细胞凋亡可出现在个体发育全过程中，包括胚胎阶段，C项错误；被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡，D项正确。
【答案】C
【评析】本题考查细胞凋亡的有关知识，考查识记理解能力。
10.（2015年海南卷，6）关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（）
a.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中
D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
【解题思路】由于基因选择性表达，造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，a项正确；哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和各种细胞器，造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的，B项错误；健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中，C项正确；造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，是细胞分化的结果，D项正确。
【答案】B
【评析】本题考查细胞分化与基因的选择性表达的知识，考查识记理解能力。
11.（2015年江苏卷，6）下图所示为来自同一人体的4种细胞，下列叙述正确的是（）
a.因为来自同一人体，所以各细胞中的Dna含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同
【解题思路】图中的卵细胞是减数分裂产生的，Dna含量是体细胞的一半，其他几种细胞中的Dna含量与体细胞相同，a项错误；图中几种体细胞所携带的基因相同，但由于基因的选择性表达导致不同细胞的形态和功能不同，B项错误；各种细胞中含量最多的化合物是水，C项正确；不同细胞吸收葡萄糖的方式不完全相同，可能是协助扩散或主动运输，D项错误。
【答案】C
【评析】本题考查基因的选择性表达、细胞中的化合物、物质跨膜方式等知识，考查识记理解能力。
12.（2015年上海卷，节选）回答下列有关细胞结构与细胞分裂的问题。
在哺乳动物细胞有丝分裂的某个时期，一条染色体复制后，形成两条染色单体，随后一种叫动粒的蛋白质结构在着丝粒处以背对背的方式装配形成，并各自与细胞相应一极发出的纺锤丝结合。
（1）在以下细胞结构中准确挑选出相关结构并用单向箭头“”写出构成染色体的蛋白质在细胞内的翻译及运输路径：。
细胞膜核膜/核孔染色体内质网核仁线粒体核糖体溶酶体
（2）动粒与纺锤丝的结合，最可能发生在。
a.分裂期前期B.分裂期中期
C.分裂期后期D.分裂期末期
（3）就正常小鼠（2n=40）而言，在减数第二次分裂前期，次级卵母细胞内的Dna分子数为个，含有中心体个。
【解题思路】（1）构成染色体的蛋白质在核糖体上合成后，通过内质网到达核膜，进入细胞核内与Dna组装成染色体。（2）根据题中信息“一条染色体复制后，形成两条染色单体，随后一种叫动粒的蛋白质结构在着丝粒处以背对背的方式装配形成”，因此最可能在分裂期前期动粒与纺锤丝结合。（3）正常情况下，次级卵母细胞中的Dna数与体细胞相同，即有40个Dna分子，含有2个中心体。
【答案】（1）核糖体内质网核膜/核孔染色体（2）a（3）402
【评析】本题考查细胞增殖有关内容，考查理解运用能力。
13.（2015年福建卷，26）为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究，结果如下表。请回答：
（1）本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是。下图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭头所指的细胞处于分裂期的期。
（2）实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达到1.0mmol・L-1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对。产生这种结果的原因可能是，导致染色体无法移向细胞两极。
（3）实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：。
【解题思路】（1）制作根尖细胞有丝分裂装片时，常用盐酸（或盐酸和酒精）做解离液，图示中箭头所指的是分裂中期图像。（2）当可可碱浓度达到1.0mmol・L-1时，后期和末期细胞所占比值变小，说明此时期细胞数目相对变少。染色体向两极移动与纺锤丝的牵拉有关，使用可可碱后，可能是抑制了纺锤体的形成，从而影响染色体向两极移动。（3）从表中数据可知，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率逐渐降低，既然假设提出可可碱会降低种子中赤霉素的水平，那么可以通过用不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，然后测定各组种子中赤霉素的含量，再通过对比即可。
光合作用本质篇5
【关键词】植物；光合作用；产物
光合作用和其他生理过程一样，受到一系列内外因素的影响，植物的种类，植株的年龄和器官以及植物体内叶绿素的含量等都对光合作用有影响，在相同条件下，不同植物光合速率不同是由植物本身的遗传特性决定的，同一品种植物的光合速率主要受光照、Co2浓度、温度、水分和矿质营养等环境因素的影响，下面简述外界因素对光合作用的影响。
1.光照强度
光是光合作用的能源，没有光，光合作用就无法进行。光合强度与光照强度有密切的关系。
植物在进行光合作用时，还在进行呼吸作用。当光照强度较高时，植物的光合强度往往要比吸收强度高若干倍；当光照强度下降，光合强度也下降，光强度降到一定程度时，光合作用吸收的Co2与呼吸作用放出的Co2相等，这时的光照强度称为光补偿点。阳性植物的光补偿点比耐阴植物高，通常阳性植物在全部光强的3%～5%时达到光补偿点；而耐阴植物的光补偿点则不超过全部光强的1%。植物在光补偿点时不能积累干物质，而且夜间还要消耗干物质，这对植物的生活是很不利的。因此，植物所需的最低光照强度，必须高于光补偿点。
光饱和点和光补偿点代表植物的叶片对强光和弱光的利用能力，可用来衡量植物的需光量。因此，光饱和点和光补偿点的确定对于栽培植物有重要作用，特别是光补偿点可作为园林植物配置、树木修剪的根据。栽培在温室中的植物，通过维持一个最适的温度条件，补偿点的位置可以适当降低，这对于有效地利用较弱的光照维持正常光合作用具有重要意义。
2.Co2的浓度
3.温度
4.水分和矿质元素
光合作用本质篇6
[关键词]多色分层修复；前牙Ⅳ类洞；复合树脂；美学牙科
[中图分类号]R783[文献标识码]a[文章编号]1008-6455（2013）14-1523-04
前牙是人类美丽面容的重要组成部分。天然牙由牙釉质和牙本质组成，两种组织的来源和特征完全不同。牙本质构成牙的本体，为光阻射性组织，牙釉质覆盖牙本质之上，有半透明性和光透视性。复合树脂修复前牙具有对牙体损伤小、可修补性等优点。根据天然牙体组织色泽和透明度的差异，在临床修复时采用多色复合树脂来替代不同部位的牙体硬组织。2001年Dietschi[1]首次提出依据牙体解剖层次分层修复（layeringtechniques）的理念，即应用复合树脂模仿釉质-牙本质自然层颜色特征进行多色分层修复（multishaderestorationtechnique），从而获得更加理想的美学修复效果。多色分层复合树脂修复前牙牙体组织是近年来牙色材料应用及前牙修复中的一个亮点[2]，本实验旨在观察多色分层修复技术修复前牙Ⅳ类洞的临床美学效果。
1资料和方法
1.1一般资料：本组病例28例（男16例，女12例），共40颗前牙，其中中切牙29颗，侧切牙11颗。所有患牙未累及牙髓，牙髓活力正常；或己行根管治疗，要求进行树脂美容修复。
1.2材料及设备：QHL75curinglight光固化机（Dentsply公司，美国）；SingleBond2.0粘结剂（3m公司，美国）；35%磷酸酸蚀剂（贺利氏公司，德国）；FiltekSupremeXt至尊通用纳米树脂（3m公司，美国）；3m抛光盘（3m公司，美国）；平笔no1B（GC公司，日本）；Vita比色板（Vita公司，德国）。
1.3操作方法
1.3.1医患沟通交流：充分了解患者美学需求，检查患者口腔条件，评估美学修复临床效果。了解患者经济承担力，制定适宜患者的美学修复方案。
1.3.2牙体预备：有牙龈炎症、牙周炎者，需口腔洁治、刮治，待炎症消退后方可进行美学修复。去净所有的龋坏组织和变色深染的牙体组织，形成长斜面[3]：非直线，而是呈凹凸形态，使修复体边缘界限更不明显；不只是平面性的，更有深浅的起伏。这种凹凸不只比直线更不明显，在某些情况下还有散射光线的效果，可使粘结面积增大，树脂与牙体组织间形成自然过渡。
1.3.3制备硅橡胶腭侧背板：修复前使用藻酸盐印模材取印模，灌注石膏模型，在石膏模型上用蜡恢复患牙外形；采用硅橡胶印模材翻制印模备用；用手术刀将翻制的硅橡胶印模的唇面去掉，只保留腭侧及切端用作背板。
1.3.4比色：在自然光下，牙面保持湿润的情况下进行快速比色。先比明度、后彩度、最后色相。对牙颈部、牙体部和切端分别进行比色，记录比色值，选择相应的树脂材料。深面变色深染的牙体组织，修复材料选用含遮色成分o（opaque，遮色）的复合树脂。①模仿牙本质色：在舌侧使用颜色较深、具有遮色效果的牙本质色或体部色树脂。在牙颈部1/3使用较不透明的牙本质色树脂，在中1/3使用体部色树脂；②模仿釉质色：应用含有一定透明性状的复合树脂材料模仿釉质较高透明度的颜色特性，选用含透明成分e（enemal，牙釉质色）或特殊透明材料t（translucent，透明色材料）的树脂材料；③牙体切端：高度透明表现。通常增量应用特殊透明材料t，模拟天然牙切端高度通透的颜色特征。
1.3.5粘结：橡皮障或简易棉卷隔湿，患牙表面用无氟糊剂充分清洗，相邻患牙放置防水胶带隔离，采用选择性釉质酸蚀加自酸蚀粘结处理：釉质部分使用35%磷酸预酸蚀15s，冲洗吹干。再将自酸蚀粘结剂均匀涂布整个粘结面15s，轻吹成薄层，光照20s。
1.3.6分层修复：修复前将已选定颜色的修复材料放置于窝洞内进一步试色，了解颜色与目标牙及邻牙颜色匹配度，分层分量修复。将硅橡胶背板放置患牙腭侧，表面放置簿层半透明性的牙釉质色树脂，光照20s。小心去除硅橡胶背板，在半透明牙釉质树脂的表面，缺损的中间充填具有遮色效果的牙本质色树脂，用雕刻刀雕刻发育叶，在缺损牙的唇面充填薄层具有半透明的牙釉质色树脂，在切端充填透明色树脂。使用毛刷用于树脂塑型，再现牙面纹理，并可预防或减少树脂堆砌过程中层与层之间的间隙、气泡。
1.3.7咬合调整及修型抛光：恢复患牙外形后，调整咬合高点，达到正中牙合、侧方及前伸牙合平衡。探针检查邻面边缘情况，及时修整多余边缘修复材料；邻面接触区用牙线清理，去除滞留粘结剂及残留树脂；抛光是复合树脂美学修复的关键环节，由初抛光和精细抛光组成。初抛光在完成充填治疗后进行，精细抛光在每次复诊时完成。初抛光：不同颗粒程度修形车针调磨，由粗到细；完成修复体表面纹理表现。
1.3.8术后医嘱：避免咬食硬物，控制有色饮品等，使患者明确口腔日常维护的重要性。教会患者正确使用牙刷、牙线。
1.3.9患牙均在充填l周后复诊，用12号手术刀片弯翘的尖端对邻面树脂飞边再次修整。对充填的树脂再次抛光：精细抛光：硬质抛光颗粒车针及树脂抛光膏使修复体增加表面光泽。抛光尖及绒布轮配合抛光膏精细抛光，采用抛光盘打磨修复体边缘，使切端边缘圆钝缓和，形成前牙楔状隙，由粗到细逐号分级抛光。抛光条适宜邻接关系较宽松的邻面抛光。
1.4疗效评定标准：复合树脂修复后1周、3月、6月、12月、24月复查，并进行临床疗效评定。目前，我国还没有统一规范的复合树脂修复效果评价体系，国内多数学者推荐使用Ryge[4]1980年提出的美国公共卫生服务标准评价体系（USpHS）标准。这一标准的评定内容包括以下7个方面，评定效果为满意与不满意。出现以下任何一项者均为不满意，为失败病例。①修复体表面情况：破碎或脱落；②边缘密合性：边缘裂隙明显，修复体折裂或部分脱落；③边缘着色：修复体与牙体之间有变色，沿洞缘向牙髓方向渗透；④色泽协调性：修复体与牙体之间在色泽、半透明性、遮光性上有明显差别或不协调超出正常范围；⑤修复体边缘有继发龋；⑥出现牙龈炎症；⑦牙髓状况：电活力测定极敏感，并伴有自发痛等牙髓炎症状或电活力测定无反应。
2结果
40颗患牙均完成了24个月的临床观察，患牙充填1周后复查，未见明显牙髓刺激反应。各时间段的复查情况见表l，术后两年的成功率为90.00%。
3讨论
多层分色充填修复技术的效果基于对牙齿天然解剖结构的模仿，通过对患牙不同部位比色，选择性釉质酸蚀加自酸蚀粘结处理，分层修复等方面的优势组合，以期获得良好美学效果。
在上橡皮障隔湿之前，自然光线，牙面保持湿润的情况下快速进行比色。选用与粘结修复体系材料一致的复合树脂比色板进行比色，以增加比色的准确性。牙色比较复杂时，首先应用Vita比色板进行初步比色，了解颜色分布倾向，再进行树脂比色板转化。复合树脂多色分层美学修复以牙天然分层为基础，追求效仿天然牙的典型光学和解剖特点，并强调使用专门模仿牙本质和牙釉质材料的重要性[5-6]。对牙颈部、牙体部和切端分别进行比色，记录比色值，选择相应的树脂材料。牙颈部釉质最薄，选择牙本质色树脂比色，牙本质色树脂具有单一遮色性、单一色相、高饱和度及荧光性的特性。牙体部选择牙体部色，切端选择釉质色比色。注意牙颜色和年龄的关系：年轻人的釉质：白色调，高乳光，较低透光度；老年人的釉质：黄色或浅灰色调，较高半透明性。成年人颜色介于年轻人和老年人之间。
粘结技术对于修复过程中获得良好的固位力十分重要，对于暴露的釉质部分，使用全酸蚀粘结技术更好，而对于暴露的牙本质则以自酸蚀粘结技术更佳，两者联合运用，可获得良好的临床效果[7-8]。本实验牙体缺损面积大，要求良好的固位力，采用选择性釉质酸蚀和自酸蚀联合运用的粘结技术，可使牙釉质和牙本质发挥最大粘结效率，本病例40颗患牙2年间未发生1例充填体脱落。
本实验对于近龈缘的牙体修复进行了排龈处理，排龈后可减少、避免龈沟液的渗出对粘结强度产生的不良影响，同时可避免边缘微漏；排龈后可以防止粘结剂过多、过深地流入龈沟内，避免牙龈炎的发生；有利于粘结后边缘的清洁、抛光等操作。
分层充填：在修复操作前对患者的年龄、面型、患牙及邻牙情况等有详细了解，做出正确诊断，选择合适治疗方案。临床医师应对天然牙的结构有深入了解，分析牙本质和釉质的形态结构、厚度及两者的空间关系，分层充填厚度的大小和牙本质所占的比例会影响到最终修复体的颜色饱和度。修复中控制修复层次，每层树脂量不宜过厚，通常
修复最后的精修和抛光过程十分重要，也是很费时的一项工作，需要临床医师高度重视，可以有效避免修复体表面着色、菌斑聚集和磨损。本研究所采用的纳米树脂因填料的颗粒较小而具有良好的抛光性能，并对所有患者在直接修复完成后1周复诊时进行第2次精细抛光，因为复合树脂大多数的水分吸收都是发生在术后1周[9]，这时对修复体进行第2次抛光可以提高美观度及临床成功率。
[参考文献]
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光合作用本质篇7
【摘要】目的研究卟啉?荧光素二元化合物体外清除活性氧自由基及抗氧化的作用。方法利用光照核黄素产生超氧阴离子自由基o2-·和fenton反应产生羟自由基·oh，用分光光度法测定卟啉?荧光素二元化合物体外清除活性氧自由基的作用，用硫代巴比妥酸(tba)分光光度法研究卟啉?荧光素对·oh诱发卵磷脂脂质过氧化和dna氧化损伤的抑制作用。结果卟啉?荧光素二元化合物能有效清除活性氧自由基，对卵磷脂脂质过氧化和dna氧化损伤有显著抑制作用。结论卟啉?荧光素二元化合物是一种良好的体外抗氧化剂。
【关键词】卟啉?荧光素；活性氧自由基；抗氧化；体外
abstract:objectivestudythescavengingeffectsofporphyrin?fluoresceinhybridonscavengingofreactiveoxygenspeciesandinhibitionofoxidativedamagesinvitro.methodsthescavengingeffectsofporphyrin?fluoresceinhybridonreactiveoxygenspecies·ohando2-·generatedbyfentonreactionandriboflavinphotosensitizationwereinvestigatedbythemeansofspectrophotometry.andtheinhibitioneffectsofporphyrin?fluoresceinhybridonlipidperoxidationinthepresenceoflecithinandoxidationdamageofdnachaininducedbyhydroxylradicalwereobservedbyspectrophotometrywiththiobarbituricacid.resultstheresultsshowedthatporphyrin?fluoresceinhybridcouldscavengereactiveoxygenspeciesefficiently.itcouldalsosignificantlyinhibitlipidperoxidationinthepresenceoflecithinandoxidationdamageofdnabyhydroxylradical.conclusiontheporphyrin?fluoresceinhybridwasaneffectiveantioxidantinvitro.
keywords:porphyrin?fluoresceinhybrid;activeoxygen;antioxidation;invitro
卟啉及其衍生物作为高等植物或光合细菌叶绿素分子的结构类似物，在光合作用、生命过程中起着重要的作用。另一方面，荧光素及其衍生物在结构上具有的特殊性导致了其物理化学性质具有某些特殊性。这类化合物在一定的介质中呈强烈的荧光，常常被用作指示剂及生物细胞染色剂，在医疗上荧光素可用于防癌的治疗，是一种防腐药和轻泻剂。某些过渡金属离子和荧光素的配合物，尤其是cu(ⅱ)、zn(ⅱ)、co(ⅱ)等的荧光素配位化合物具有抗癌的药理作用，而荧光素汞的配合物则具有防腐性能等［1-4］。荧光素及衍生物在生物学和医学上有极为重要的应用，目前仍是一类常用的荧光探针和诊断试剂。它是基于这类分子很强的荧光发射能力及其发光特性随环境而变化的特征。叶芳贵等［3］利用dna对荧光素(fl)?中性红(nr)分子间荧光能量转移的抑制作用,以荧光素?中性红为荧光探针,考察该探针与dna的结合反应,建立了准确测定dna的新方法。但卟啉?荧光素二元化合物体外抗氧化作用的研究尚未见报道,本实验主要研究卟啉?荧光素二元化合物对活性氧自由基的清除作用及对卵磷脂和dna体外脂质过氧化抑制作用。
1材料与方法
1.1材料与仪器
卟啉?荧光素二元化合物由本实验室合成［1］，并以元素分析、uv?vis、ir、1hnmr和esi?ms进行了表征；硅胶g(柱层析用，青岛海洋化工厂)；ch2cl2(ar,广州化学试剂厂)，在使用前按常规方法提纯；氯化硝基四氮唑兰(nbt)（chem.base公司）；芦丁标准品、蛋氨酸、鲱鱼精dna（sigma公司）；核黄素(vb2)、番红花红(safraninet)、2?硫代巴比妥酸(tba)（ar,fluka公司）；三氯乙酸(tca)（上海试剂一厂）；所用试剂均为分析纯。
shimadzuuv?3101pc光谱仪（日本岛津公司）；光照箱，自制,35cm×30cm×25cm，光源为纯稀土节能灯，灯功率45w,欧姆龙（亚洲）公司；hh?s8数显恒温水浴锅（江苏春兰实验仪器厂），低温超速离心机（beckmanj?20xpi，美国beckman公司）。
1.2方法
1.2.1超氧阴离子自由基的产生及清除活性测定
采用光照核黄素［5-7］的方法,用0.05mol·l-1、ph=7.4的pbs缓冲液为溶剂,配制3.5×10-6mol·l-1核黄素，0.01mol·l-1蛋氨酸，4.5×10-5mol·l-1氯化硝基四氮唑兰(nbt)。分别取上述3种溶液各2.0ml,加入各种浓度的卟啉?荧光素(样品)溶液1.0ml，空白管以1.0ml缓冲液代替样品溶液。置于光照箱中光照30min，取出后以缓冲溶液为参比，于590nm处测定溶液的吸光度。清除率按下式计算：a0为空白管的吸光度，a样为样品管的吸光度。
1.2.2羟自由基的产生及清除活性测定［4,8］
采用亚铁离子催化过氧化氢产生羟自由基(fenton反应)，该反应产生的羟自由基可使番红花红褪色，针对这一特点来研究卟啉?荧光素对羟自由基的清除能力。取0.15mol·l-1、ph7.4的磷酸缓冲溶液1.0ml,40μg·ml-1番红花红1.0ml,0.195mmol·l-1edta?fe(ⅱ)(新鲜配制)1.0ml,不同浓度的卟啉?荧光素(样品)0.5ml，3%h2o21.0ml(新鲜配制),混合后在37℃水浴中反应30min,在520nm处测定吸光度，以a样表示。空白组以0.5ml蒸馏水代替样品，测定吸光度a0，对照组以1.5ml蒸馏水代替h2o2和样品，测定吸光度a，用3.5ml蒸馏水代替番红花红、edta?fe(ⅱ)、h2o2、样品，用1.0ml磷酸盐缓冲溶液调零。按下式计算清除率:
清除率(％)=a样-a0a-a0×100%
1.2.3对脂质过氧化抑制活性的测定［4-8］
取0.12ml卵磷脂溶液(300mg卵磷脂溶解于30ml10mmol·l-1、ph7.4的pbs中,冰浴震荡),加入ph7.4的pbs缓冲液1.0ml,取不同浓度的卟啉?荧光素样品溶液0.5ml,2.5mmol·l-1edta?fe(ⅱ)1.0ml，混匀后于37℃水浴中反应40min,再加入28%(w∶v)的tca2.0ml,1%(w∶v)的tba1.0ml，混匀后置于100℃沸水浴中加热10min，冷却后在532nm处测定吸光度a样，用pbs缓冲液调零，空白管用pbs缓冲液代替样品，测吸光度a0。按下式计算抑制率:
抑制率(％)=a0-a样a0×100%
1.2.4·oh引发dna损伤抑制tba法测定［4,10］
取ph7.1的tris?hcl缓冲溶液1.0ml,4.0mg·ml-1dna0.2ml,不同浓度的卟啉?荧光素溶液0.20ml,25mmol·l-1edta?fe(ⅱ)1.0ml,3%h2o21.0ml(新鲜配制)，在37℃水浴中恒温1.5h后，取出加入28%(w∶v)的tca2.0ml，1%(w∶v)的tba1.0ml，混匀后置于100℃沸水中加热10min，冷却后于波长532nm处测吸光度，即a样。空白管以0.15ml蒸馏水代替样品测a0，用相应缓冲溶液作参比。抑制率按下式计算：
2结果与讨论
2.1对超氧阴离子自由基的清除作用
为更好地考察卟啉?荧光素对光照核黄素产生超氧阴离子自由基的清除效果，本研究以芦丁作为对照实验，分别测定了卟啉?荧光素和芦丁的清除作用。卟啉?荧光素与芦丁对光照核黄素产生超氧阴离子的清除作用见图1。卟啉?荧光素ic50=20μg·ml-1，当质量浓度为100μg·ml-1时，清除率可达61.33%；芦丁ic50=50μg·ml-1，当质量浓度为100μg·ml-1时，清除率可达77.62%，与文献报道结果一致［4,5,7］。由图1可见，卟啉?荧光素对超氧阴离子自由基具有较好的清除作用，与芦丁对超氧阴离子自由基的清除效果相当。
2.2对fenton反应产生·oh的清除作用
以芦丁为对照，卟啉?荧光素对fenton反应产生·oh的清除作用见图2，卟啉?荧光素ic50=0.50μg·ml-1,质量浓度≥3.5μg·ml-1时，清除率达最大，其最大清除率为63.5%；而芦丁ic50=2.5μg·ml-1，与卟啉?荧光素相同浓度下的最大清除率为65.6%，这说明卟啉?荧光素和芦丁一样对·oh自由基具有良好的清除作用。
2.3对脂质过氧化的抑制作用
在532nm下测定卟啉?荧光素对卵磷脂脂质过氧化的抑制作用，结果见图3，由图可知，卟啉?荧光素的ic50=0.05mg·ml-1，样品浓度和抑制率呈正相关。当卟啉?荧光素的质量浓度为3.0mg·ml-1时,其抑制率高达60.5%，由此可见，卟啉?荧光素对卵磷脂脂质过氧化也表现出较好的抑制作用。
2.4对·oh引发dna损伤的抑制作用
硫代巴比妥酸(tba)可与丙二醛(mda)类似物反应，生成粉红色物质，该物质在532nm处有最大光吸收，采用tba反应可定量检测脱氧核糖或dna上脱氧核糖环受·oh攻击，氧化断裂产生的丙二醛类似物［4,6,8］。卟啉?荧光素二元化合物对·oh引发dna损伤的抑制作用结果见图4，加入卟啉?荧光素化合物后，dna的氧化损伤被抑制，抑制率随卟啉?荧光素浓度的增加而增加。卟啉?荧光素ic50=1.5μg·ml-1，当卟啉?荧光素的质量浓度为4.0μg·ml-1时，其抑制率高达68.6%；芦丁ic50=2.0μg·ml-1，当质量浓度为4.0μg·ml-1时，抑制率为85.2%，说明卟啉?荧光素化合物能有效抑制mda生成，对dna上脱氧核糖的氧化损伤抑制作用较好。
3结论
荧光素及其一些衍生物临床上已应用于癌症的治疗等，它们也是防腐药和轻泻剂；从化学结构上分析，卟啉?荧光素属于蒽醌类物质［2,3,8,9］。本实验所用的卟啉?荧光素二元化合物的结构式如图5所示，它的主要活性部位是荧光素环上的羟基氢和具有共轭大π键的卟啉环，卟啉环因其具有较强配位作用也属于活性基团之一。因此，有理由认为卟啉?荧光素的抗氧化活性主要是由于蒽醌环上的羟基氢发生作用，卟啉环的活性也不容忽视。本实验研究表明,卟啉?荧光素化合物具有较好的清除活性氧自由基能力，并对卵磷脂脂质过氧化及·oh诱发dna氧化损伤有显著的抑制作用。卟啉?荧光素二元化合物是一种良好的体外抗氧化试剂，其相关机理仍需进一步研究。
【参考文献】
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光合作用本质篇8
1科学本质观的内涵
科学本质观即对科学本质的认识。对科学本质的界定众多,每个界定之间都有区别,但许多研究者通过对科学发展的历史和科学研究的对象、过程、方法、科学研究的成果等方面的考察,认为科学本质主要包括“科学知识的本质”,“科学探究的本质”和“科学事业的本质”三个维度。其各维度的特征如下。
1.1科学知识的本质
(1)客观性。科学是对客观世界认识性的解释。(2)暂定性。科学知识并非绝对真理,会随新证据的出现而发生改变。(3)可检验性。科学的正确性决定于观察和实验的检验。(4)继承性与创造性。科学是人类在已有理论基础上通过合理的推理、想象和创造的。
1.2科学探究的本质
(1)多样性。科学探究的过程及方法不是按部就班的,对同一问题可能有不同的解决方法。(2)理论渗透。研究者本身的理论渗透于科学探究的过程中。(3)可重复性。(4)观察和推论。科学知识是建立在观察和推论基础之上的。观察是通过人的感官或这些感官的扩展收集的,推论是对这些观察的解释。(5)想象与推理。
1.3科学事业的本质
(1)道德性。科学研究中有普遍接受的道德规范。(2)科学家研究风格。科学家的社会文化背景会影响其研究风格。(3)科学与技术。科学研究的是“是什么”的问题,技术研究的是“怎么做”的问题,科学的进步推动技术的发展,两者不等同,会相互作用。
2“科学的转折:光的粒子性”一节中体现的科学本质观
本节内容中体现了当代科学本质的九个方面:即科学知识的暂定性、客观性、可验证性、继承性与创新性;科学探究的可重复性,理论渗透,想象与推理;科学与技术,科学家研究风格和科学研究的道德性。
3“科学的转折:光的粒子性”一节教学目标的构建
教学目标对整个教学行为和教学认识活动的设计具有导向作用。已有研究表明,科学本质理解是一种认知性学习结果。因此,将科学本质理解作为显性教学目标是进行科学本质教学的前提[1]。
本节的课的教学目标可确定为以下几个方面。
3.1知识与技能
(1)通过实验观察,了解是光电效应。(2)了解光电效应的实验规律。(3)知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。(4)了解康普顿效应,了解光子的动量。(5)知道光子的模型的建立过程及对康普顿效应的解释作用。
3.2过程与方法
对光电子模型的产生方式进行探究、反思和评价其合理性。让学生领略自然界的奇妙与和谐,发展学生对科学的好奇心与求知欲。
3.3情感态度与价值观
体会假说与模型建立在构建立科学论知识中的作用。让学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦,从而提升学生的科学本质观。
4教学过程设计
已有研究表明,在教学活动中通过显性和反思性活动能让学生更近一步的理解科学的本质。故教师在教学中应恰到好处地不断地重现合符科学本质观的语言,使学生渐渐建立科学本质观。例如:教师的教学语言中应该经常含有“观察”、“推论”、“猜测”、“可能是”、“支持”、“提出”等词语。在显性活动中,注意区别观察和推论,注重知识的产生方式。在反思性活动中,要让学生清晰回顾知识学习的过程,对知识的产生方式进行反思,综合评价知识的合理性,使学生对于科学理论的本质有一定的认识[4]。
4.1引入新课
光的干涉、衍射现象及麦克斯韦的理论都确定了光的电磁波本质。然而,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。这一现象及其相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展,这充分说明了科学理论具有暂定性,只要证据充分,原有的理论将会被修正。
4.2新课教学
4.2.1光电效应规律的探究过程
资料(1):1887年,赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现,接收电路的间隙如果收到光照,就更容易发生电火花,这是最早发现的光电效应。
资料(2):1902年,德国物理学家勒纳德通过实验找到了光电效应的两条实验规律:①存在一个照射光的最长波长,只有短于这个波长的光的照射,才能将电子从金属表面打出来;②光的强度只决定打出电子的数目,与打出电子的能量无关。这两条实验规律无论用经典的微粒说还是波动说都无法解释。
资料(3):英国物理学家J.J汤姆孙也做了光电效应的研究,相继证实了照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。
[显性语言]从光电效应的首次发现直至被许多科学家关注并证实的这一过程充分体现了科学探究的过程的可重复性。但如果只在某一个科学家的实验室里发现了某个现象,那这个探究称不上是科学的探究过程[3]。
4.2.2探究光电效应的实验规律
[方式]结合试验,通过科学探究方式,让学生体验科学探究过程,进而让学生初步理解科学探究的本质。
[内容]光电效应的实验规律讲解。
[讨论]为什么经典理论无法解释光电效应的实验规律?
[显性语言]在发现光电效应后,光的电磁理论只能部分地解释光电效应。而接受了普朗克能量子假说的爱因斯坦却是从光的粒子性角度来思考光电效应现象,并提出了爱因斯坦光电效应方程,使光电效应中与实验的矛盾迎刃而解。这说明科学家具有的理论背景将在很大程度上影响研究者研究问题的视角和方式。对同一个自然现象,不同的科学家可能会有不同的观察结果,科学探究的过程渗透着理论。
4.2.3爱因斯坦光电效应方程的建构
资料(4):1900年,普朗克提出能量子假说。
资料(5):1905年,爱因斯坦提出光量子假说,建立光量子理论。
[显性语言]爱因斯坦的“光子假说”是在继承了前人普朗克的“能量子假说”,的基础上进行而提出的,这充分说明了科学知识本质的继承性和创新性。
[内容]光量子假设的内容及爱因斯坦光电效应方程的知识讲解。
[显性语言]爱因斯坦利用光量子理论解释了光的粒子性,是建立在赫兹、勒纳德、汤姆孙等人实验研究的基础上的,这也体现出科学知识的客观性。
资料(6):从1907年起,美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应”实验,结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程,h的值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子”理论的正确。
[显性语言]爱因斯坦提出光电效应的解释时,实验测量尚不精确,加上这种观点与以往的观点大相径庭,因此并未立即得到承认。直到密立根通过实验才证明了爱因斯坦对光电效应的解释是合理的,这正体现了科学知识是可以被检验的。而爱因斯坦由于发现了光电效应的规律获得1921年的诺贝尔物理学奖,也说明了科学知识需要接受科学大众的检验。
资料(7):1923年,康普顿做X射线通过物质散射的实验,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。
[内容]康普顿效应及光子动量的知识讲解。
[显性语言]普朗克的能量子和爱因斯坦的光子并没有被肉眼实际观测到,这些假说的提出完全依赖于这些杰出科学家的想象和对观察到的现象的推理。科学探究并非一定是按提出问题、分析数据等步骤进行,科学家的思维具有跳跃性,想象和推理在科学探究的过程中起了很大的作用。但科学的想象和推理需建立在客观事实的基础上。
4.3讨论与反思性评价
(1)为什么爱因斯坦对光电效应的解释和康普顿对康普顿效应的解释能为大多数人所接受?
(2)爱因斯坦对光电效应的解释和康普顿对康普顿效应的解释是不是就是完美无缺的呢？
(3)分析光电效应和康普顿效应对光具有粒子性的解释过程,你受到什么启示?
4.4作业设计
对于学生科学本质理解的评价性作业可以从以下三个方面来进行:(1)评价学生对于科学内容的理解;(2)评价学生对科学知识产生方式的理解;(3)评价学生对于科学知识合理性的理解[1]。按照教学目标,可以设计以下作业。
(1)描述光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程;(2)描述康普顿效应和光子的动量;(3)你能观察到普朗克的能量子和爱因斯坦的光子吗？你相信存在能量子和光子吗？请说明理由;(4)你认为光子模型的建立合理吗?请你给出观点;(5)光电效应和康普顿效应对光具有粒子性的解释合理吗？请你给出观点。
4.5课外知识补充
(1)介绍太阳能电池、光电管、光控继电器的制作原理。让学生体会科学与技术的区别及相互关系;(2)介绍爱因斯坦、密立根及康普顿的相关生活背景,让学生了解他们的科学研究风格。
5结语
基于科学本质理解的教学不仅有助于学生对科学本质的理解,还有助于学生理解科学内容,培养学生的批判精神和创造性思维。为了能在教学中渗透科学本质,提升学生的科学本质观,教师在进行教学设计时可以采用多种教学方法和教学策略,但一堂课中不需要,也不应该涉及科学本质的所有方面,而应该选取最适合这堂课内容的相关方面进行重点引导和阐释。
参考文献
[1]梁永平.促进学生科学本质理解的教学设计[J].中学化学教与学,2009(1).
[2]刘健智.论中学生科学本质观的内涵[J].物理教学探讨,2006(5).
光合作用本质篇9
[关键词]电荷中心论万有引力的电本质地磁场物质波光波
一、电荷中心论
物理学中已经引入了重力中心（重心）、质量中心（质心）、动量中心等概念，我们在这里引入电荷中心（荷心）的概念，定义如下：
①、物体中所有正电荷可认为集中于一点，这一点叫做物体的正电荷中心，简称正荷心。
②、物体中所有负电荷可认为集中于一点，这一点叫做物体的负电荷中心，简称负荷心。
这两个中心的位置，在平均意义上分别代表着物体中正负电荷的分布中心。
二、电荷中心论的三点基本假设：
①对任意一个物体来说，正负荷心在任意时刻不可能绝对重合，这两个中心总存在一定的距离，它们的平均距离用r0表示.
②通常情况下，物体中的负荷心以r0为半径，绕正荷心高速旋转，转速约为6.6×1015r/s，在平均意义上物体中的正荷心与质心重合。
③对任意一个净电荷为零的物体来说，其单位质量内正负荷心所含电荷量的数值均为Q0=9.648534147×107c/kg≈9.6×107c/kg，质量为m千克的任何物体内其正负荷心所含电荷量的数值均可表示为Q=Q0×m。
三、正电荷中心的受力情况
既然正荷心与质心重合，所以，我们研究正荷心的受力情况就等于研究质心的受力情况。当两物体发生相互作用时，两负荷心绕各自正荷心旋转时的平面和相位差是随时间而改变的，服从概率论统计规律。
图中的四个图分别表示质量相等的两个物体a和b发生相互作用时，两负荷心在某四个时刻的位置，这四个位置出现的概率相等，其中R表示两质心的距离。由图可知：r1
两负荷心在图中四个位置时质心b所受到的合力的平均值为：
如果两负荷心旋转时的转轴始终与两质心连线垂直，那么在任意一个周期内质心b受到的合力的平均值为：
设某一时刻两负荷心旋转时的转轴与质心连线的夹角分别为β1和β2，那么质心b所受合力在两质心连线上的分量的瞬时值为：
而平均值为：
得出质心b受到的引力为：
四、万有引力的电本质
根据以上分析我们给出任意两质点间的万有引力为：
例如对于太阳来说地球中的B为：
则地球中的正荷心所受引力为：f地=5.4×1024B地m地2=5.4×1024×1.8×10-52×（5.976×1024）2=3.5×1022（n）太阳对地球的万有引力为:
根据万有引力的电本质可推出万有引力应当与介质有关。
五、关于地磁场
地球中负荷心绕正荷心旋转时的转轴，在地轴上（且与地轴不完全重合的轴上）占有极微小的优势，从而使地球具有全球性的磁场（且地磁北极和南极与地理南极与北极不完全重合），这就是地磁场产生的原因。
六、关于重力加速度和物质波
由①式可以看出，负荷心在绕正荷心旋转时，在任意一个周内质心分别要受到一次引力和斥力作用，而引力总大于斥力，所以质心表现为引力，引力场中重力加速度的方向在每一个周期内都要变化一次，即重力加速度的频率约为6.6×1015HZ，正因为如此，物质在引力场中运动时的具有波动性，这就是物质波和光波的本质。
由③式可以看出，当β1=0（或β2=0）时，质心所受合力为零，也即在负电荷心转轴上质心所受合力为零。由于地球中的负荷心旋转时的转轴在地轴上占有微小优势，可预言在地球的两极附近重力加速度，而在赤道附近重力加速度。
七、真空中光速率不变及光线在引力场中的偏转的原因
可以预言光子并非真正的中性粒子（由于它的磁矩极小，现代技术无法预测出），在光子中负荷心绕正荷心（质心）旋转时，其转轴始终在运动方向上，即质心在运动方向上所受万有引力始终为零，所以光子的速率不受引力场影响。这就是真空中光速率不变的真正原因。而质心在垂直于运动方向上的万有引力不为零，所以光子在引力场中运动时，光线要偏向引力场，这就是光线在引力场中偏转的真正原因，并非空间弯曲。
光波的频率与负荷心绕正荷心旋转时的转速相等。
八、结束语
本文应用电荷中心论述了万有引力的电本质，并应用万有引力的电本质解释了地磁场，物质波、光波产生的原因，以及光的速率不受引力场影响和光线在引力场中偏转等现象。
【关键词】电弧光谱；铁矿石；Si；al；ti；mg
引言
通常情况下铁矿石中含有的S、p、Si、al、ti、mg等影响矿质量的元素被认定为有害杂质。主要从有害元素对冶炼过程和设备的影响方面来分析。在冶炼过程中，铁矿石中有害元素含量越高，其冶炼价值越低。而硅铝指标不纳入有害元素范围之内。常见的在合理范围内高Sio2低al2o3的矿种为优质矿种。Sio2含量低，会降低烧结矿的强度，但硅超标会增加白灰配比，降低烧结矿的品味。al2o3高，则会提升成本且增加高炉渣量。
目前测定铁矿石中杂质元素的标准分析方法多为化学法、光度法和原子吸收光谱法，操作繁琐，时间冗长，且只能进行单元素测定，在人力和时间有限的情况下要严格按照这些方法进行检验，难以满足外贸出口及时、准确便捷的要求。
本法用直流弧作光源，以炭粉、Bao、Zno、naF、K2S2o7、naCl混合物为缓冲剂，内标元素为Cd。采用截取曝光的办法测定岩石、铁矿石中有害种元素。
1试验部分
1.1仪器与工作条件
仪器：摄谱仪wpp2型二米光栅摄谱仪（北京光学仪器厂）。wpF-20型交流电弧发生器，GBZ-Ⅱ型光谱相板测光仪。
工作条件：光栅刻数1200条/mm，中心波长250nm狭缝宽度30μm，中间光栏3.2mm，5a起弧，5s后电流19a，保持60s。
天津紫外Ⅰ型感光相板。
1.2标准系列的配制
以高纯Fe2o3和铁矿基体元素基本相同的高纯氧化物配制成标准试样，其标准系列各元素的含量标准物质含量标准。
1.3试验方法
分别称取0.2000g样品和0.2000g缓冲剂，在玛瑙研钵里研磨均匀，装入指定规格的电极（直径4mm，下电极为细颈杯状，孔径3.8mm，孔深4mm）.滴加2滴2%的蔗糖酒精溶液，烘干后在仪器条件下摄普。
2条件讨论
2.1分析谱线的选择
根据仪器推荐的谱线和样品被测元素含量，以及共存元素进行测定，检查共存元素基体元素的影响，比较灵敏度，初步确定了合适的谱线如下表：
推荐分析谱线
2.2缓冲剂的选择
粉末电弧光谱定量分析时，为了稳定弧烧、控制电弧温度和元素的蒸发行为，跟据弧烧时电极空穴等离子体中所存在的物理、化学反应的机理，在分析样品中加入缓冲剂或载体（如元素化合物、盐类、碳粉、金属粉末等），以达到提高分析准确度、紧密度和改善检出限的目的。用作缓冲剂及载体的物质应预先经过检查，确实不含分析元素。根据资料Bao、Zno能增强分析元素谱线强度的作用，促使弧焰稳定，得到稳定的激发条件，消除试样喷溅现象。
铁矿石中铝的含量比较高，弧烧时样品在形成熔珠后便从电极孔穴中跳出，其原因可能是熔珠的表面包邮一层沸点较高的氧化膜，阻滞了熔珠内沸点相对较低的金属物质蒸发而引起迸溅，此时可在样品中混入C粉作为缓冲剂。另外naF、K2S2o4具有比较浅的背景，能有效地控制氰带的发射。抑制光谱背景的发射，控制背景的一致背景，降低光谱分析检测限。作为缓冲剂及载体的物质，需具有稳定的化学性质及物理性质，以便于研磨及保存。
2.3内标元素的选择
内标法是应用分析线和内标线谱线强度比，即相对强度进行测定。本法采用定量加入Cd，铁矿石基体成分基本一致，Cd的含量对内标产生影响在误差范围内。使用垂直电极粉末法进行分析时，首先要考虑所选用的内标元素和分析元素蒸发行为尽量一致，内标线与分析线激发能尽量接近，内标线与分析线波长尽量靠近等因素。
图为缓冲剂于标准系列6混匀所做的元素蒸发曲线，结果表明所
测元素有较为一致的蒸发行为。且蒸发高峰都在10秒之后。截取曝光时间在10～60秒时，黑度值随时间的加长增加较快，所以试验选择截取曝光时间为60秒。
3结果讨论
按实验建立的方法平行测定国家铁矿石标准物质GBw07218a样品，计算相对偏差，结果见表：
结果表明本方法对铁矿石中硅铝钛镁等元素测定结果令人满意，符合铁矿石有害元素检测有要求，结果准确、可靠、实用性强。
参考文献：
[1]岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析（第二分册）[m].北京：地质出版社，1991.
[2]岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析（第一分册）[m].北京：地质出版社1991.
[3]碱熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬铁矿石中铬铝铁镁硅[J].冶金分析，2010（1）.
[4]直流辉光放电发射光谱法同时测定硅钢中的11种元素[J].冶金分析，2010（1）.光合作用本质篇10