Question

18．菰是水稻的一種，其莖基部膨大可作蔬菜食用，稱茭白．科學(xué)家對菰的光合作用特性進(jìn)行研究，將菰的倒數(shù)第三片功能葉片在不同溫度和光照強(qiáng)度下進(jìn)行離體培養(yǎng)，利用紅外CO₂分析儀分析CO₂的變化，所得結(jié)果如下圖1所示，科學(xué)家進(jìn)一步制作出了光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)與溫度的對應(yīng)關(guān)系圖如圖2、圖3所示，請回答問題：
（1）研究發(fā)現(xiàn)一突變體層析時(shí)濾紙條上色素帶從上向下的第二條缺失，則該突變體相對于正常品系吸收光的能力減弱．在溫度為3℃、50℃時(shí)，菰葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同．
（2）若光照和黑暗各占一半，且光照時(shí)的光照強(qiáng)度一直和圖1 中的光照強(qiáng)度一樣，則菰的功能葉在10℃時(shí)生長狀況為干重將增加．
（3）用 CO₂消耗來表示，35℃時(shí)菰葉片的真正光合速率約為24.5μmol•m^-2•s^-1．
（4）圖2 的曲線是在溫度為30℃時(shí)作出來的．A點(diǎn)產(chǎn)生ATP 的場所有細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體．
（5）種植菰的最適條件是溫度30℃，光照強(qiáng)度1040（μmol•m^-2•s^-1）
（6）研究發(fā)現(xiàn)，在一天中，菰葉片中細(xì)胞間隙 CO₂的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，請簡要解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低．

Answer 1

分析 解答本題應(yīng)掌握：①總光合作用=呼吸作用+凈光合作用．
②影響光合作用的外界環(huán)境因素有溫度、光照強(qiáng)度及CO₂濃度等．
③影響呼吸速率的因素有溫度、O₂濃度等．
④光補(bǔ)償點(diǎn)表示在此光照強(qiáng)度下，光合速率與呼吸速率相等，光飽和點(diǎn)表示達(dá)到最大光合速率時(shí)，最低的光照強(qiáng)度．
由題意知：圖1表示的是溫度通過影響酶的活性來影響凈光合速率和呼吸速率，圖二表示的是光照強(qiáng)度對凈光合速率的影響，圖3表示的是不同溫度下光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的變化．據(jù)此解答．

解答 解：（1）層析時(shí)濾紙條上色素帶從上向下的第二條是葉黃素，其缺失導(dǎo)致正常品系吸收藍(lán)紫光的能力減弱．從圖1中可以看出，在溫度為3℃、50℃時(shí)，凈光合速率為0，表示此時(shí)葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同．
（2）在15℃時(shí)，從圖1中知道，凈光合速率為10-15之間，呼吸速率為2.5，當(dāng)對葉片進(jìn)行光照和黑暗時(shí)間各占一半時(shí)，其生長狀況為干重將增加．
（3）總光合作用=呼吸作用+凈光和作用，用 CO₂消耗來表示，35℃時(shí)菰葉片的真實(shí)光合速率=4.5+20=24.5μmol•m^-2•s^-1．
（4）圖二表示的是光照強(qiáng)度對凈光合速率的影響，自變量光照強(qiáng)度，溫度屬于無關(guān)變量，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)相同且適宜，故從圖1中可以看出最適的溫度為30℃．A點(diǎn)能進(jìn)行光合作用和呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體．
（5）從圖1中可以看出最適的溫度為30℃，此時(shí)凈光合速率最大，圖2中可以看出光照強(qiáng)度1040μmol•m^-2•s^-1時(shí)凈光合速率也最大．
（6）菰葉片中細(xì)胞間隙 CO₂的濃度和凈光合速率的值呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性，這是因?yàn)閮艄夂纤俾试酱�，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低．
故答案為：
（1）藍(lán)紫3℃、50℃
（2）干重將增加
（3）24.5
（4）30        細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體
（5）30   1040  
（6）凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環(huán)境中）的二氧化碳濃度就越低

點(diǎn)評 本題主要考查影響光合作用和呼吸作用速率的因素的相關(guān)知識以及有關(guān)曲線圖的分析，意在考查考生把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力，讀圖識圖的能力以及能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力．影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，其中光照強(qiáng)度主要影響光反應(yīng)，二氧化碳濃度主要影響暗反應(yīng)；影響光合作用的內(nèi)在因素有：色素的含量、酶的數(shù)量、五碳化合物的含量等．