Question

19．小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子，科研人员对小麦旗叶发育过程中的光合作用效率进行研究，测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化，结果如表（注：“----”表示未测数据）．请回答下列问题：
（1）B时期的净光合速率较低，原因可能是吸收光能和二氧化碳少，影响光合作用过程．
（2）若将A时期的旗叶置于密闭恒温玻璃容器中，给与恒定的光照，一段时间后，A期叶肉细胞中，明显增强的生理活动是无氧呼吸，导致酒精增多．
（3）小麦旗叶因叶面积大、细胞中叶绿体数目较多，叶绿体中基粒数量多，对小麦籽粒的产量有着决定性的作用．科研人员认为，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供．请补充完成以下科研实验设计思路并加以验证．
①在小麦的灌浆期，将旗叶和其他叶片分别包在密闭的透明袋中，分别通入充足的¹⁴CO₂和CO₂并始终保持25℃及给与合适的光照等条件．
②将小麦培养至籽粒成熟时期收获籽粒．
③检测、测定籽粒胚乳中含¹⁴C的淀粉及所有淀粉的含量并计算比例．如果含¹⁴C的淀粉所占比例大，则证明科研人员的认识是正确的．
（4）将长势相同的小麦幼苗分成若干等份，在不同的温度下先暗处理1h，测得其干重即葡萄糖的量的（单位g）变化如甲曲线所示；再分别置于同一光照强度下照射1h后，测得其干重与暗处理前的变化如乙曲线．请据图回答：
①小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度为29℃．
②29℃时，小麦通过光合作用产生的氧气量为9.6g．

发育时期		叶面积 （最大面积的%）	总叶绿素含量 （mg/g．fw）	气孔相对开放度 （%）	净光合速率 （μmolCO2/m2s
A	新叶展开前	20	----	---	-2.7
B	新叶展开中	86	1.2	5.6	1.8
C	新叶已成熟	100	12.7	100	5.9

Answer 1

分析 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱．
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强．

解答 解：（1）分析表格：B时期小麦旗叶总叶绿素含量低，所以吸收的光能少；同时，该时期小麦旗叶的气孔相对开放度低，因此吸收的CO₂也少．这些因素会影响光合作用过程，导致该时期的净光合速率较低．
（2）净光合速率=实际光合速率-呼吸速率，而A时期的净光合速率小于0，所以A时期的呼吸速率大于光合速率，即氧气的吸收速率大于释放速率．将A时期的旗叶置于密闭恒温玻璃容器中，给与恒定的光照，一段时间后，由于氧气的吸收速率大于释放速率，密闭玻璃容器中氧气含量降低，导致叶肉细胞的无氧呼吸增强，产生酒精增多．
（3）本实验为验证型实验，实验结论是唯一的，即小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供．若想要证明小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供，可在小麦的灌浆期在其他条件适宜的情况下，为旗叶和其他叶片分别通入充足的¹⁴CO₂和CO₂；待小麦成熟后收获籽粒；进一步检测籽粒胚乳中含¹⁴C的淀粉及所有淀粉的含量并计算比例既可．
（4）暗处理1h，测得的小麦幼苗干重即葡萄糖的量即为小麦幼苗的呼吸速率，根据甲曲线可知，29℃时小麦幼苗的呼吸速率最高为3g，因而该温度为小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度；由于乙曲线为黑暗处理1小时、再光照1小时后获得的曲线，因而29℃时，小麦的净光合速率为3+3=6g，真正的光合速率为6+3=9g，按照1C₆H₁₂O₆～6O₂，可计算出29℃时，小麦通过光合作用产生的氧气量为6×9/180×32=9.6g．
故答案为：
（1）光能和CO₂  
（2）无氧呼吸  酒精
（3）①¹⁴CO₂  CO₂ ③含¹⁴C的淀粉及所有淀粉   含¹⁴C的淀粉所占比例大
（4）①29℃②9.6g

点评 本题考查光合作用效率的相关知识，意在考查学生理解的知识要点，要求能运用所学知识，通过比较、分析，得出正确的结论的能力及能从图表中获取相关的生物学信息的能力．