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7.将两株植物放在封闭的玻璃罩内,用全素营养液置于适宜光照下进行培养(如甲图所示),假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中的生理状态相同,且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计.进行如下实验:
实验一:用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如乙图所示曲线;
实验二:利用甲装置研究该植物在适宜光照下、不同温度下分别暗处理lh,再光照lh (光照强度相同),测其有机物变化,得到数据如图丙所示.请据图分析回答:
(1)图甲中在植物的全素营养液中加入H218O,在钟罩内最初检测到的放射性物质是氧气.在钟罩内的CO2中检测到放射性的18O,这是因为水参与了线粒体基质中的反应;植物对全素营养液中矿质元素的吸收具有选择性,这取决于根细胞膜上载体的种类和数量.
(2)图乙曲线中EF段CO2浓度降低速率缓慢,是因为正午时环境温度较高,叶片上的气孔关闭,CO2吸收速率降低,影响DE段CO2相对含量下降的主要环境因素是光照强度,若D点和H点对应时刻的呼吸强度相等,则D点时的光照强度小于(大于、等于、小于)H点时的光照强度.
(3)由图丙可知,该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中分别是29℃、29℃;在光合作用的最适温度下,该植物每天光照11h,则该植物一天增重27mg.

分析 分析图解:图甲中,玻璃罩中的植物在黑暗条件下只进行呼吸作用,此时温度会影响酶的活性,进而影响呼吸作用强度;在有光的条件在既进行呼吸作用,又进行光合作用,此时光照强度、CO2浓度均会影响光合速率.
图乙中,AC段二氧化碳浓度不断上升,说明呼吸作用大于光合作用或只进行呼吸作用;CG段CO2浓度逐渐降低,说明光合作用大于呼吸作用;但是在中午即EF段CO2浓度下降缓慢;到下午18点后,光合作用逐渐停止;并且H点的CO2浓度低于A点,说明CO2被用于合成了有机物.
图丙中,暗处理后有机物的减少量可以表示1h的呼吸消耗;而光照后暗处理前的有机物增加量表示1h光合作用-2h呼吸作用后的积累量.

解答 解:(1)图甲中,H218O经光合作用在钟罩内最初检测到的放射性物质是氧气.放射性的水参与有氧呼吸的第二阶段,释放出放射性的CO2.根细胞膜上载体的种类和数量决定了植物对全素营养液中矿质元素的吸收具有选择性.
(2)图中EF段为中午12点左右,此时由于光照过强、温度过高导致气孔关闭,二氧化碳吸收减少,从而抑制光合作用.DE段CO2相对含量下降的主要环境因素是光照强度.D点和H点对应时刻的呼吸强度相等,但D点时二氧化碳浓度较高,所以D点时的光照强度小于H点时的光照强度.
(3)由图丙可知,暗处理后有机物的减少量可以表示1h的呼吸消耗,该植物呼吸作用最适温度在所给的四个温度中29℃;光合作用强度=光照后暗处理前的有机物增加量+2h的暗处理后有机物的减少量,因此29℃时此值最高,表明该温度为最适温度.30℃时,植物的光合速率通过制造的有机物=光照后暗处理前的有机物增加量+2h的暗处理后有机物的减少量=1+2×1=3mg/h.
故答案为:
(1)氧气     线粒体基质    根细胞膜上载体的种类和数量
(2)正午时环境温度较高,叶片上的气孔关闭,CO2 吸收速率降低    光照强度    小于
(3)29℃29℃27mg

点评 本题难度适中,考查光照、温度、CO2浓度等因素对光合作用的影响,意在考查考生分析实验结果和图文信息转换能力,解题关键是能根据玻璃罩中的二氧化碳量的变化判断光合作用和呼吸作用强度的关系.

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