题目内容

【题目】高原药用濒危植物川贝母,以鳞茎入药,有清热润肺,化痰止咳的功效。野生种分布于海拔3200-4400米的灌丛下,其生长受生态环境的影响较大,尤其对光照敏感。为了进行人工引种保护,研究者对其全光照、遮荫(用特制的黑色尼龙遮荫网进行遮荫,相当于自然光的50%)的光合速进行研究,结果如图,回答下列问题:

(1)测量光合速率测量5株,共计10片叶子,该操作的目的是__________。

(2)由图1数据可知__________条件更适合川贝母的生存。当光照强度为0时,遮荫条件下的光合速率为-1.14μmol/(m2·s),光照强度为600μmol photons/(m2·s)时,川贝母的总光合速率为__________μmol/(m2·s)。

(3)进一步研究其适应遮阴条件的内在机制,研究者进一步研究了气孔导度、细胞内CO2浓度的变化,结果如图2和下表。在遮荫条件下,光反应产物降低,但是CO2吸收量增加,使其在__________中转化为糖类等有机物,最终光合产物增加。由图分析出,川贝母适应遮荫环境的结构生理特点有__________(写出2条)。

遮荫和全光下川贝母叶片光合生理参数

指标

遮荫

全光

最大净光速率μmol/(m2·s)

23.98

18.29

呼吸速率μmol/(m2·s)

1.14

2.15

【答案】 减小误差 遮荫 21.14(20+1.14) 叶绿体基质 增加气孔导度,增加细胞内二氧化碳的浓度

【解析】试题分析:分析曲线可知,遮阴后,川贝母光合速率更高,更有利于有机物的积累。分析表格:遮荫条件下川贝母叶肉细胞的能量捕获效率更高,同时,气孔导度和胞间二氧化碳浓度更高。

(1)测量光合速率时每组测量5株,共计10片叶子,取平均值进行比较分析,目的是减小误差。

(2)分析曲线可知,遮阴后,川贝母光合速率更高,更有利于有机物的积累,因此遮荫条件更适于川贝母的生存。根据题意:当光照强度为0时,遮荫条件下的光合速率为-1.14μmol/(m2·s),这实际是指川贝母的呼吸速率1.14μmol/(m2·s),而光照强度为600μmol photons/(m2·s)时,根据坐标系中曲线读出:川贝母的净光合速率为20μmol/(m2·s),所以川贝母的总光合速率为(20+1.14)=21.14μmol/(m2·s)。

(3)由表中数据可知,遮荫条件下川贝母叶肉细胞中(类囊体薄膜上)光合色素的能量捕获效率更高,有利于提高ATP生成的速率,进而提高暗反应C3的还原的速率;同时,遮荫条件下气孔导度和胞间二氧化碳浓度更高,有利于提高川贝母叶肉细胞叶绿体基质中CO2的固定速率。

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