Question

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(guò)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)果如下表（注：“----”表示未測(cè)數(shù)據(jù)）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

發(fā)育時(shí)間		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

（1）B時(shí)期的凈光合速率較低，原因可能是吸收

 

少，影響光合作用過(guò)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

 

，導(dǎo)致

 

增多．
（3）將C時(shí)期的旗葉置于密閉恒溫玻璃容器內(nèi)，連續(xù)48h測(cè)定容器內(nèi)CO₂濃度及植物CO₂吸收速率，得到如圖所示曲線（整個(gè)過(guò)程呼吸作用強(qiáng)度恒定）．

據(jù)曲線分析，實(shí)驗(yàn)中由12時(shí)到18時(shí)葉綠體內(nèi)C₃含量變化是

 

；葉綠體利用CO₂速率最大的時(shí)刻是

 

h時(shí)，前24小時(shí)比后24小時(shí)的平均光照強(qiáng)度

 

．
（4）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

 

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(guò)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

 

和

 

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

 

的含量并計(jì)算比例．如果

 

，則證明科研人員的認(rèn)識(shí)是正確的．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專題：

分析：根據(jù)影響光合作用的因素分析（1）．根據(jù)A時(shí)期的旗葉凈光合速率為負(fù)值和A時(shí)期的旗葉置于密閉恒溫玻璃容器分析（2）．根據(jù)曲線圖中CO₂吸收速率的變化情況分析（3）．根據(jù)光反應(yīng)的場(chǎng)所分析（4）．根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照原則分析①．根據(jù)題干中科研人員認(rèn)為，在小麥的灌漿過(guò)程中，小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供分析③．

解答： 解：（1）影響光合作用的環(huán)境因素有光照、CO₂濃度、溫度等．根據(jù)表格中B時(shí)期總?cè)~綠素含量低，則吸收的光能少；氣孔相對(duì)開放度低，則吸收CO₂少．
（2）A時(shí)期的旗葉凈光合速率為負(fù)值，說(shuō)明呼吸速率大于光合速率．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，玻璃容器中的氧氣減少，無(wú)氧呼吸明顯增強(qiáng)，產(chǎn)生的酒精增多．
（3）據(jù)曲線分析，實(shí)驗(yàn)中由12時(shí)到18時(shí)CO₂吸收速率大于0，則說(shuō)明光合作用吸收的CO₂在增多，CO₂被五碳化合物固定，生成C₃，使葉綠體內(nèi)C₃含量增加．
據(jù)曲線分析，CO₂吸收速率的最大時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間是36h．因此，葉綠體利用CO₂速率最大的時(shí)刻是36h時(shí)．由曲線圖看出，前24小時(shí)比后24小時(shí)的平均CO₂吸收速率低．因此，前24小時(shí)比后24小時(shí)的平均光照強(qiáng)度弱．
（4）從表格看出葉面積最大時(shí)，氣孔相對(duì)開放度也最大，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行．要增加有機(jī)物的產(chǎn)量，提高光反應(yīng)強(qiáng)度十分重要．光反應(yīng)場(chǎng)所是基粒，基粒又是由許多類囊體組成．因此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、類囊體數(shù)量多，對(duì)小麥籽粒的產(chǎn)量有著決定性的作用．
①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)遵循對(duì)照原則．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，前者為實(shí)驗(yàn)組，后者為對(duì)照組．
③題干中科研人員認(rèn)為，在小麥的灌漿過(guò)程中，小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供．因此，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的淀粉所占的比例大，則證明科研人員的認(rèn)識(shí)是正確的；如果含¹⁴C的淀粉所占的比例小，則證明科研人員的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的．
故答案為：
（1）光能和CO₂         
（2）無(wú)氧呼吸       酒精
（3）增加      36       弱 
（4）基粒、類囊體      
①¹⁴CO₂     CO₂  
③含¹⁴C的淀粉及所有淀粉       含¹⁴C的淀粉所占的比例大

點(diǎn)評(píng)：本題以圖形為載體，考查了影響光合作用速率的環(huán)境因素等相關(guān)知識(shí)．考查了學(xué)生識(shí)圖、析圖能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．