Question

将生长状况相同的若干幼苗分别都按如图装置处理，并将装置置于不同光照强度下处理4小时，记录量筒和电子称的读数变化，结果如下表所示（假定1ml培养液为1g，植物吸收的水分全部散失，各组幼苗呼吸强度相同）．回答下列问题：

组别	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
光照强度（1x）	0	100	200	300	400	500	1000	2000	3000	4000
电子称（g）	-2.6	-2	-1.3	-0.6	0	0.6	3.8	2.9	2.0	1.2
量筒（ml）	-1	-1.2	-1.3	-1.4	-1.6	-1.8	-2.6	-3.5	-3.0	-2

注：“-”代表减少
（1）培养液中需要加入多种无机盐离子，比如叶绿素合成所需要的

 

，各种无机盐离子进入根毛细胞的方式为

 

．
（2）实验过程中K⁺浓度逐渐降低，而Ca²⁺浓度逐渐增大，主要原因是

 

．
（3）由组别1的实验结果可知幼苗细胞呼吸过程中产生的CO₂与消耗的O₂的差值为

 

g．光照强度为

 

lx时幼苗光合作用强度等于细胞呼吸强度．
（4）组别6中幼苗的叶绿体固定的CO₂与产生的O₂的差值为

 

g，当光照为1000-2000lx时限制幼苗光合作用的主要因素是

 

．
（5）光照大于3000lx后，随光照继续增强，光合作用强度

 

，最可能的原因是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,水和无机盐的作用的综合,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：由题意可知，电子称显示的重量为光合作用产生气体的量，量筒表示呼吸作用吸收气体的量．电子秤的数值变化和量筒水的变化相等的时候，即植物既不吸收气体，也不释放气体的时候即光和速率等于呼吸速率．
蒸腾作用是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程．其主要过程为：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气．

解答： 解：（1）叶绿素合成需要的镁离子，各种无机盐离子进入根毛细胞需要消耗能量，借助于载体，故属于主动运输．
（2）幼苗对K⁺的相对吸收速率大于水，幼苗对Ca²⁺的相对吸收速率小于水，故K⁺浓度逐渐降低，而Ca²⁺浓度逐渐增大
（3）植物在0光强下，光合为0，所以质量的变化原因只能是呼吸作用．而植物的呼吸作用会吸收氧气，放出二氧化碳，根据反应式可知，呼吸作用除了放出二氧化碳和吸收氧气之外，其他物质还都在植物体内，所以变化量就是二者的差值．由组别1的实验结果可知幼苗细胞呼吸过程中产生的CO₂与消耗的O₂的差值为2.6-1=1.6，电子秤的数值变化和量筒水的变化相等的时候，即200lx时，植物既不吸收气体，也不释放气体的时候，即光合速率等于呼吸速率．
（4）植物的呼吸速率是不变的，所以第6组植物呼吸放出的二氧化碳要比吸收的氧气多的量同第1组即为1.6克．然后植物的质量反而增加了0.6+1.8（净光合），增加原因肯定是吸收的二氧化碳比放出的氧气多2.4克，所以真光合二氧化碳比氧气的质量多了2.4+1.6=4.0克．当光照为1000-2000lx时限制幼苗光合作用的主要因素是CO₂浓度．
（5）光照大于3000lx后，随光照继续增强，量筒的量逐渐减少，故光合作用强度逐渐减弱．最可能是因为气孔部分关闭，导致CO₂进入叶肉细胞减少．
故答案为：（1）镁离子（Mg²⁺或Mg，）             主动运输
（2）幼苗对K⁺的相对吸收速率大于水，幼苗对Ca²⁺的相对吸收速率小于水
（3）1.6       200
（4）4.0        CO₂浓度
（5）逐渐减弱       气孔部分关闭，导致CO₂进入叶肉细胞减少

点评：本题结合实验结果图，考查细胞呼吸、光合作用的相关知识，意在考查考生分析题图获取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．