Question

某生物興趣小組以田間栽培的小麥為實(shí)驗(yàn)材料開展了小麥葉片真正光合速率和呼吸速率（單位：μmol?M^-2?S^-1）的日變化關(guān)系的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖一所示．圖二裝置的反應(yīng)杯的溶液中加入紅花菜豆葉片及適量NaHCO₃溶液（可提供CO₂），并連接氧傳感器，氧傳感器的另一端與計(jì)算機(jī)連接，以監(jiān)測(cè)瓶中O₂濃度的變化．請(qǐng)分析回答下列問題．

（1）圖一中小麥葉片細(xì)胞呼吸最強(qiáng)出現(xiàn)在

 

（時(shí)刻）；光合作用最強(qiáng)出現(xiàn)在

 

（時(shí)刻）．
（2）從圖一看出，小麥光合作用和細(xì)胞呼吸在13：00均表現(xiàn)為“午休”現(xiàn)象，此時(shí)比11：00小麥葉片細(xì)胞中葉綠體內(nèi)RuBP相對(duì)含量

 

（不變、上升、下降）．
（3）如果僅將圖一中縱坐標(biāo)改為植物光合作用產(chǎn)生及細(xì)胞呼吸吸收O₂的速率，假定全部植物進(jìn)行需氧呼吸，則釋放O₂的速率最快出現(xiàn)在

 

（時(shí)刻），其速率為

 

．
（4）該研究組獲得了紅花菜豆的葉黃素缺失突變體．從葉黃素缺失突變體葉片中提取色素，用紙層析法分離色素，色素層析條帶分離結(jié)果最可能是

 

（從圖三中選擇標(biāo)號(hào)）．
（5）為了研究紅花菜豆的葉黃素缺失突變體與正常植株葉片對(duì)紅光吸收的差異，請(qǐng)幫助研究小組補(bǔ)充設(shè)計(jì)如下
實(shí)驗(yàn)，并分析結(jié)果：
①取甲、乙兩組如圖二裝置，反應(yīng)杯的溶液中分別加入

 

葉片．
②甲、乙兩組用

 

照射．
③一段時(shí)間內(nèi)，通過計(jì)算機(jī)記錄并比較甲、乙兩組

 

的變化情況．
④實(shí)驗(yàn)結(jié)果：甲乙兩組無(wú)明顯差異．原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時(shí)釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，細(xì)胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無(wú)光都可以進(jìn)行，為細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量．據(jù)此分析解答．

解答： 解：（1）分析圖一，植物的光合作用最強(qiáng)出現(xiàn)在9：00，呼吸作用最強(qiáng)出現(xiàn)在11：00．
（2）小麥光合作用和細(xì)胞呼吸在13：00均表現(xiàn)為“午休”現(xiàn)象，是因?yàn)榇藭r(shí)光照強(qiáng)度強(qiáng)，溫度高，植物的氣孔關(guān)閉，二氧化碳的吸收減少，導(dǎo)致二氧化碳的固定減少，從而葉片中的RUBP含量上升．
（3）將圖一中縱坐標(biāo)改為植物光合作用產(chǎn)生及細(xì)胞呼吸吸收O₂的速率，假定全部植物進(jìn)行需氧呼吸，則釋放O₂的速率最快出現(xiàn)在9：00，速率為20-5=1515μmol．M^-2．S^-1
（4）從葉黃素缺失突變體葉片中提取色素，用紙層析法分離色素，色素層析條帶分離結(jié)果最可能是B，因?yàn)槿~黃素缺失，所以在色素分離時(shí)，色素帶中缺少葉黃素．
（5）①研究紅花菜豆的葉黃素缺失突變體與正常植株葉片對(duì)紅光吸收的差異，為了控制自變量，需要選擇的實(shí)驗(yàn)材料是等量葉黃素缺失突變體和正常植株．
②甲乙兩組必須使用相同的光源照射．
③光合速率的強(qiáng)弱可以通過觀察氧氣的產(chǎn)生量來(lái)觀察．
④葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，缺少葉黃素對(duì)紅光的吸收影響不明顯，所以甲乙兩組的結(jié)果無(wú)明顯差異．
故答案為：
（1）11：00        9：00
（2）上升     （3）9：00          15μmol．M^-2．S^-1（4）B
（5）①等量葉黃素缺失突變體和正常植株（“等量”沒有不得分）
②相同強(qiáng)度的紅光光源（“相同”沒有不得分）③氧氣濃度
④葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，缺少葉黃素對(duì)紅光的吸收影響不明顯

點(diǎn)評(píng)：本題考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力，能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．