题目内容
【题目】人类对光合作用的研究已经进行了300多年,关于光合作用还有很多值得研究的问题。请分析回答下列问题:
Ⅰ.1864年,德国植物生理学家萨克斯做了一个实验:把紫苏植物先在暗处放置12h,然后将叶片的一部分遮住。将叶片光照一段时间后,先用酒精去除色素,再加染液,结果光照到的部分显出深蓝紫色,遮光部分没有颜色,说明光合作用的产物有淀粉。
(1)由于做这个实验,对材料的选择有一定的要求,下列哪些不是做这个实验的理想材料(________)
A、天竺葵 B、竹子
C、水绵 D、松树
Ⅱ.如图是在适宜条件下测得紫苏遮光前吸收 CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放 CO2的量),回答下列问题:
(2)在光照条件下,图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用_____________________,其中图形B的面积表示________________,从图形C可推测该植物存在另一个________________的途径;CO2进出叶片是通过__________________________结构),那么CO2进出叶肉细胞都是通过________的方式进行的。
(3)在上述实验中,若提高温度、降低光照,则图形“A”和“B”的面积变化分别是____________________________________;原因是_______________________________。
(4)紫苏是陆生植物,黑藻是水生植物,它们生长的环境不同,因此它们的光合作用所受到的影响因素有所不同。图是黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述,不正确的是(___________)
A、t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,叶绿体基质中O2释放增多;
B、t2→t3,暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高;
C、t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低;
D、t3→t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果。
【答案】BCD 固定的CO2总量 呼吸作用释放出的CO2量 释放CO2 气孔 自由扩散 A面积变小,B面积变大 降低光照,光合作用减弱,A面积变小;提高温度,呼吸作用增强,光照的改变对呼吸作用无影响,B的面积变大 ABD
【解析】
结合图片考查光合作用速率的影响因素以及与呼吸作用的关系。根据图1分析,A为叶肉细胞吸收外界的二氧化碳,而B+C的总和则是植物自身产生二氧化碳的量,两部分的二氧化碳都会被植物的叶肉细胞所吸收,即光合作用所固定的二氧化碳,B的面积表示这段时间内植物呼吸作用放出的二氧化碳的量,而C段表示植物除了呼吸作用以外,还存在其他途径产生二氧化碳;降低光照,光合作用减弱,提高温度,呼吸作用增强,光照的改变对呼吸作用无影响;光照强度不变,暗反应增强,加快了ATP与ADP的相互转化,在一定程度上也会加快光反应的进行,据此分析解答。
(1)天竺葵是本实验的最好实验材料,也可以选择其他像蚕豆,小白菜,锦葵等有绿而薄的叶片的植物,竹子叶片较厚,水绵是一种藻类不易进行遮光和脱色处理,松树的叶呈针状,也不适合此实验。
故选BCD。
(2)根据坐标图分析,A为叶肉细胞吸收外界的二氧化碳,而B+C的总和则是植物自身产生二氧化碳的量,两部分的二氧化碳都会被植物的叶肉细胞所吸收,即光合作用所固定的二氧化碳。遮光后,植物主要进行呼吸作用产生二氧化碳,根据遮光后比较平稳的直线的变化趋势可以推出B的面积表示这段时间内植物呼吸作用放出的二氧化碳的量,而C段表示植物除了呼吸作用以外,还存在其他途径产生二氧化碳,气体进出植物体的门户是气孔,二氧化碳属于小分子物质,进出细胞都是通过自由扩散的方式进行的。
(3)题目中提到的适宜条件是针对光合作用,所以提高温度、降低光照都会降低光合作用,所以A的面积会变小,而呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度要高,所以提高温度会增大呼吸作用速率,而光照的改变对呼吸作用无影响,所以B面积会变大。
(4)A、t1→t2,光照强度增加,光合作用的光反应阶段增强,叶绿体的类囊体薄膜上有与光合作用有关的色素,其吸收的光能增加,水的光解产生的氧气和[H]增加,氧气并不是由叶绿体基质释放的,A错误;
B、t2→t3,暗反应限制光合作用.限制因素是二氧化碳的含量,有光无光暗反应都可以进行,若在t2时刻增加光照,而二氧化碳的含量不变的话,光合速率将不会提高,B错误;
C、t4后短暂时间内,光反应阶段受阻,但是暗反应正常进行,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低,C正确;
D、t3→t4,光照强度不变,暗反应增强,加快了ATP与ADP的相互转化,在一定程度上也会加快光反应的进行,D错误。
故选ABD。