Question

回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题：
Ⅰ科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强．请回答：

（1）提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入

 

，使研磨充分．用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的

 

．
（2）该突变体和野生型水稻O₂释放速率与光照强度的关系如右图所示．当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率

 

．原因是：

 

当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定的CO₂形成

 

的速率更快，对光反应产生的

 

消耗也更快，进而提高了光合放氧气速率．
（3）如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是

 

．
Ⅱ将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示．若只考虑种子萌发所需的营养物质全部来源于胚乳，其中一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量．据图回答下列问题．37．萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成

 

，通过

 

作用为种子萌发提供能量．
（4）萌发过程中在

 

小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为

 

mg．
（5）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为

 

mg?粒^-1?d^-1．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,叶绿体结构及色素的分布和作用,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：Ⅰ玉米为单子叶植物，玉米种子由种皮、胚和胚乳组成，在萌发过程中胚发育成幼苗，子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量；因此呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗的组成物质．
Ⅱ通过读题，从题干中获取“胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质”信息，理解子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量；因此呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗的组成物质，进而完成相关计算．

解答： 解：Ⅰ（1）石英砂可以保护叶绿体色素，研磨叶片时加入石英砂，以防止色素被破坏．用纸层析法分离叶绿体色素，在滤纸条上呈现的色素带理论上从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，由于该突变体缺失叶绿素b，所以所缺失的色素带应位于滤纸条的最下端．
（2）实际光合作用强度等于呼吸作用强度加净光合作用强度．根据水稻的O₂释放速率与光照强度的关系曲线图，该突变体的呼吸作用强度大于野生型，当光照强度为n时，两者的O₂净释放速率相等，所以此时与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率较大．在光合作用的暗反应阶段，C₅固定CO₂ 形成C₃，C₃的还原需要消耗光反应阶段产生的NADPH、ATP．
（3）叶绿素a不仅能够吸收和传递光能，而且少数处于特殊状态的叶绿素a还能够转换光能，即将光能转换成电能再转换成NADPH、ATP中活跃的化学能，所以缺乏叶绿素a不能完成光能转换．
Ⅱ淀粉是多糖，其基本组成单位是葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解为生命活动的提供能量．
（4）0-24小时为15.4mg，24-48小时为0.6mg，48-72小时0.7为1.1mg，在72-96小时种子呼吸消耗的有机物最多，为204.2-177.7=26.5mg?粒^-1?d^-1．
（5）子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量；因此呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的干重量-转化成幼苗的组成物质；72-96小时转化为43.6-26.5=17.1mg，96-120小时为27-5=22mg，最大转化速率为22mg．
故答案为：
Ⅰ（1）石英砂      最下端
（2）快       当光照强度为n时，突变体和野生型释放的氧气相等，而突变体呼吸作用吸收的氧气比野生型多，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的产生氧气速率快 
 C₃        ATP、NADPH
（3）缺乏叶绿素a不能完成光能转换       
Ⅱ葡萄糖       呼吸
（4）72-96      26.5         
（5）22

点评：本题以图形为载体，考查了影响光合作用速率的环境因素、植物细胞呼吸速率的测定，多糖的水解，有机物之间的相互转化等相关知识．考查了学考生识图能力，获取信息的能力，分析问题和解决问题的能力．