Question

19．小麥旗葉是小麥植株最頂端的一片葉子，科研人員對(duì)小麥旗葉發(fā)育過程中的光合作用效率進(jìn)行研究，測(cè)定其不同發(fā)育階段凈光合速率及相關(guān)指標(biāo)的變化，結(jié)果如表（注：“----”表示未測(cè)數(shù)據(jù)）．請(qǐng)回答下列問題：
（1）B時(shí)期的凈光合速率較低，原因可能是吸收光能和二氧化碳少，影響光合作用過程．
（2）若將A時(shí)期的旗葉置于密閉恒溫玻璃容器中，給與恒定的光照，一段時(shí)間后，A期葉肉細(xì)胞中，明顯增強(qiáng)的生理活動(dòng)是無氧呼吸，導(dǎo)致酒精增多．
（3）小麥旗葉因葉面積大、細(xì)胞中葉綠體數(shù)目較多，葉綠體中基粒數(shù)量多，對(duì)小麥籽粒的產(chǎn)量有著決定性的作用．科研人員認(rèn)為，在小麥的灌漿過程中，小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供．請(qǐng)補(bǔ)充完成以下科研實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并加以驗(yàn)證．
①在小麥的灌漿期，將旗葉和其他葉片分別包在密閉的透明袋中，分別通入充足的¹⁴CO₂和CO₂并始終保持25℃及給與合適的光照等條件．
②將小麥培養(yǎng)至籽粒成熟時(shí)期收獲籽粒．
③檢測(cè)、測(cè)定籽粒胚乳中含¹⁴C的淀粉及所有淀粉的含量并計(jì)算比例．如果含¹⁴C的淀粉所占比例大，則證明科研人員的認(rèn)識(shí)是正確的．
（4）將長(zhǎng)勢(shì)相同的小麥幼苗分成若干等份，在不同的溫度下先暗處理1h，測(cè)得其干重即葡萄糖的量的（單位g）變化如甲曲線所示；再分別置于同一光照強(qiáng)度下照射1h后，測(cè)得其干重與暗處理前的變化如乙曲線．請(qǐng)據(jù)圖回答：
①小麥葉肉細(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度為29℃．
②29℃時(shí)，小麥通過光合作用產(chǎn)生的氧氣量為9.6g．

發(fā)育時(shí)期		葉面積 （最大面積的%）	總?cè)~綠素含量 （mg/g．fw）	氣孔相對(duì)開放度 （%）	凈光合速率 （μmolCO2/m2s
A	新葉展開前	20	----	---	-2.7
B	新葉展開中	86	1.2	5.6	1.8
C	新葉已成熟	100	12.7	100	5.9

Answer 1

分析 1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．

解答 解：（1）分析表格：B時(shí)期小麥旗葉總?cè)~綠素含量低，所以吸收的光能少；同時(shí)，該時(shí)期小麥旗葉的氣孔相對(duì)開放度低，因此吸收的CO₂也少．這些因素會(huì)影響光合作用過程，導(dǎo)致該時(shí)期的凈光合速率較低．
（2）凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率，而A時(shí)期的凈光合速率小于0，所以A時(shí)期的呼吸速率大于光合速率，即氧氣的吸收速率大于釋放速率．將A時(shí)期的旗葉置于密閉恒溫玻璃容器中，給與恒定的光照，一段時(shí)間后，由于氧氣的吸收速率大于釋放速率，密閉玻璃容器中氧氣含量降低，導(dǎo)致葉肉細(xì)胞的無氧呼吸增強(qiáng)，產(chǎn)生酒精增多．
（3）本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是唯一的，即小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供．若想要證明小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供，可在小麥的灌漿期在其他條件適宜的情況下，為旗葉和其他葉片分別通入充足的¹⁴CO₂和CO₂；待小麥成熟后收獲籽粒；進(jìn)一步檢測(cè)籽粒胚乳中含¹⁴C的淀粉及所有淀粉的含量并計(jì)算比例既可．
（4）暗處理1h，測(cè)得的小麥幼苗干重即葡萄糖的量即為小麥幼苗的呼吸速率，根據(jù)甲曲線可知，29℃時(shí)小麥幼苗的呼吸速率最高為3g，因而該溫度為小麥葉肉細(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度；由于乙曲線為黑暗處理1小時(shí)、再光照1小時(shí)后獲得的曲線，因而29℃時(shí)，小麥的凈光合速率為3+3=6g，真正的光合速率為6+3=9g，按照1C₆H₁₂O₆～6O₂，可計(jì)算出29℃時(shí)，小麥通過光合作用產(chǎn)生的氧氣量為6×9/180×32=9.6g．
故答案為：
（1）光能和CO₂  
（2）無氧呼吸  酒精
（3）①¹⁴CO₂  CO₂ ③含¹⁴C的淀粉及所有淀粉   含¹⁴C的淀粉所占比例大
（4）①29℃②9.6g

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用效率的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解的知識(shí)要點(diǎn)，要求能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過比較、分析，得出正確的結(jié)論的能力及能從圖表中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息的能力．