Question

【題目】某科研團(tuán)隊(duì)開展了不同強(qiáng)度的干旱脅迫對巨龍竹光合作用及葉片初始熒光量的影響的研究，初始熒光量（FO）代表被葉綠素吸收但不參與光反應(yīng)的光能，最終會(huì)以轉(zhuǎn)化為熱能散失。請回答以下問題：

(1)請完善實(shí)驗(yàn)步驟：

①將10盆長勢株形一致的盆栽巨龍竹__________為兩組，編號為1號和2號；

②1號做干旱處理，2號每天正常澆水補(bǔ)充水分，保持其他條件相同且適宜；

③分別于0、2、4、6、15、18這幾天測定兩組的土壤含水量、葉綠素含量相對值、葉片初始熒光（FO）；

④分析結(jié)果，繪制曲線，得出結(jié)論。

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，請據(jù)圖回答問題：

請依據(jù)圖乙數(shù)據(jù)分析，土壤含水量對巨龍竹光合作用的影響是：__________。

(3)由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析推測，在重度干旱的環(huán)境下，植物避免光能過剩的機(jī)理是：①______________②______________。

(4)研究人員在密閉的容器中，提供適宜的光照和溫度、水分，以及含有14CO2的空氣，足夠長一段時(shí)間后，能在線粒體中檢測到含14C的化合物應(yīng)該包括：_____________。

Answer 1

【答案】①隨機(jī)均分 干旱脅迫導(dǎo)致植物葉綠素含量下降，吸收光能減少，光合作用強(qiáng)度降低 ①綠色植物通過減少葉綠素分子的數(shù)量減少對光能的吸收， ②提高葉片初始熒光，增加熱耗散（將光能轉(zhuǎn)化為熱能散失掉） 丙酮酸、二氧化碳

【解析】

1、有氧呼吸的過程：
第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中。
反應(yīng)式：1C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（ 2ATP）
第二階段：在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行。
反應(yīng)式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量（ 2ATP）
第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。
反應(yīng)式：24[H]+6O212H2O+大量能量（34ATP）
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則，單一變量原則、對照原則和等量原則，在此基礎(chǔ)上保證無關(guān)變量的相同且適宜。

(1) ①該實(shí)驗(yàn)的自變量是干旱脅迫的強(qiáng)度，因變量為光合作用及葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度，為了保證單一變量，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，故將10盆長勢株形一致的盆栽巨龍竹隨機(jī)均分為兩組，編號為1號和2號；

(2) 從圖中可以看出，隨著時(shí)間的推移，土壤含水量與葉片葉綠素含量明顯下降，故干旱脅迫導(dǎo)致植物葉綠素含量下降，吸收光能減少，光合作用強(qiáng)度降低。

(3) 由題干可知初始熒光量（FO）代表不參與光化學(xué)反應(yīng)的光能部分，會(huì)以熱能形式散失，根據(jù)與光合作用有關(guān)的色素，能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，由題圖綜合分析推測，在重度干旱的環(huán)境下，土壤含水量與葉片葉綠素含量明顯下降，而葉片初始熒光量（FO）不斷上升，說明植物體在水分嚴(yán)重不足的情況下，綠色植物通過減少色素分子的含量，減少對光能的吸收，同時(shí)，葉片初始熒光量（FO）不斷上升，增加熱能散失，從而降低過剩的光能，對植物光合結(jié)構(gòu)的損傷，故在重度干旱的環(huán)境下，植物避免光能過剩的機(jī)理是：①綠色植物通過減少葉綠素分子的數(shù)量減少對光能的吸收②提高葉片初始熒光，增加熱耗散。

(4)在密閉的容器中，提供適宜的光照和溫度、水分，以及含有14CO2的空氣，足夠長一段時(shí)間后，14CO2轉(zhuǎn)移途徑為：二氧化碳通過光合作用進(jìn)入有機(jī)物，有機(jī)物參與呼吸作用在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)變成丙酮酸，然后丙酮酸轉(zhuǎn)入線粒體中結(jié)合水分子變成二氧化碳，故能在線粒體中檢測到含14C的化合物應(yīng)該包括：丙酮酸、二氧化碳。