题目内容
【题目】为了探明臭柏幼苗在遮荫处理下的光合特性,通过盆栽实验,测定了 75% 遮荫处理下臭柏的叶面积、叶绿素含量等生理指标。实验结果如下表所示。请分析回答:
株叶面积(cm2) | 总叶绿素 (mgg-1FW) | 胞间CO2浓度 (μmolmol-1) | 净光合速率 (μmolm-2s-1) | |
75%遮荫 | 3715 | 1.67 | 297 | 4.47 |
自然条件 | 2856 | 1.41 | 178 | 14.05 |
(1)叶绿素中含量较多的色素是_________。光反应的产物中用于暗反应的有_________。
(2)自然条件下胞间CO2浓度更低,推测其原因是_________。75%遮荫处理一段时间后,臭柏幼苗产生的有利于提升光能利用率的变化是_________。
(3)为了进一步研究臭柏光合作用O2产生和CO2吸收的部位,有人设计了“叶绿体膜和叶绿体基质”离体实验。实验I:用酶破坏细胞壁,离心分离叶绿体;实验II:用充分研磨的方法破坏细胞,离心分离生物膜。在适宜光照的条件下,分别检测两组实验装置是否产生O2和吸收CO2,预测实验结果并分析原因:
实验I:_________,原因是_________。
实验II:_________,原因是_________。
【答案】叶绿素a 还原氢(或者[H]或者NADPH)和ATP 光照强度大,净光合率高,消耗CO2较快 总叶绿素含量增加,叶面积增大 实验I:既有O2的产生,也有CO2的吸收 叶绿体类囊体膜完整,叶绿体基质得以保留;(补充答案:叶绿体完整,光合作用能正常进行) 实验II:能产生O2,但不能吸收CO2 叶绿体被破坏,分离只得到破碎的类囊体膜,叶绿体基质流失(补充答案:实验II中只有类囊体膜,无叶绿体基质,只能进行光反应)
【解析】
分析表格数据可知:在75%遮荫条件下,株叶面积、总叶绿素及胞间CO2浓度均高于自然条件,但净光合速率遮荫条件低于自然条件。
(1)叶绿素中含量较多的色素是叶绿素a;光反应的产物有[H]、ATP和O2,其中[H]和ATP可用于暗反应中C3的还原;
(2)据表格数据可知,自然条件下植物的净光合速率较遮荫条件高,原因是光照强度较强,植物光合作用较强,故消耗CO2也较快;据表格可知:75%遮荫处理一段时间后,臭柏幼苗的总叶绿素含量增加,叶面积增大,这些变化均有利于提升光能利用率;
(3)光合作用O2产生和CO2吸收的部位分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质;实验I用酶破坏细胞壁,离心分离得到叶绿体;实验II用充分研磨的方法破坏细胞,离心分离生物膜,再将其置于适宜光照的条件下,则预测实验结果为:
因实验I叶绿体完整,光反应和暗反应均可正常进行,故既有O2的产生,也有CO2的吸收;
:实验II中只有类囊体膜,无叶绿体基质,只能进行光反应,故该组只能产生O2,但不能吸收CO2。