Question

菰是水稻的一种，其茎基部膨大可作蔬菜食用，称茭白．科学家对菰的光合作用特性进行研究，将菰的倒数第三片功能叶片在不同温度和光照强度下进行离体培养，利用红外CO₂分析仪分析CO₂的变化，所得结果如下图所示，根据图1回答问题（1）（2）（3）：
（1）研究发现一突变体层析时滤纸条上色素带从上向下的第二条缺失，则该突变体相对于正常品系吸收能力

 

光的减弱．在温度为

 

时，菰叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同．
（2）若光照和黑暗各占一半，且光照时的光照强度一直和图1中的光照强度一样，则菰的功能叶在10℃时生长状况为

 

．
A、干重将减轻    C、干重不变   B、干重将增加   D、无法判断
（3）用CO₂消耗来表示，35℃时菰叶片的真正光合速率约为

 

μmol?m^-2?s^-1．科学家进一步制作出了光饱和点和光补偿点与温度的对应关系图如图2、图3所示，根据图1、图2、图3，回答问题（4）（5）：
（4）图2的曲线是在温度为

 

℃时作出来的．A点产生ATP的场所有

 

．
（5）种植菰的最适条件是温度

 

℃，光照强度

 

（μmol?m^-2?s ^-1  ）
（6）研究发现，在一天中，菰叶片中细胞间隙CO₂的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性，请简要解释出现这种现象的原因

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,叶绿体色素的提取和分离实验

专题：

分析：解答本题应掌握：①总光合作用=呼吸作用+净光合作用．
②影响光合作用的外界环境因素有温度、光照强度及CO₂浓度等．
③影响呼吸速率的因素有温度、O₂浓度等．
④光补偿点表示在此光照强度下，光合速率与呼吸速率相等，光饱和点表示达到最大光合速率时，最低的光照强度．
由题意知：图1表示的是温度通过影响酶的活性来影响净光合速率和呼吸速率，图2表示的是光照强度对净光合速率的影响，图3表示的是不同温度下光补偿点和光饱和点的变化．据此解答．

解答： 解：（1）研究发现一突变体层析时滤纸条上色素带从上向下的第二条缺失，即叶黄素缺少，叶黄素主要吸收蓝紫光，故该突变体相对于正常品系吸收能力蓝紫光的减弱．从图一中可以看出，在温度为3℃、50℃时，净光合速率为0，表示此时叶片的光合作用速率和呼吸作用速率相同．
（2）在10℃时，从图1中知道，净光合速率为10-15之间，呼吸速率为2.5，当对叶片进行光照和黑暗时间各占一半时，其生长状况为干重将增加．  
（3）总光合作用=呼吸作用+净光和作用，用 CO₂消耗来表示，35℃时菰叶片的真实光合速率=4.5+20=24.5μmol?m^-2?s^-1．     
（4）图二表示的是光照强度对净光合速率的影响，自变量光照强度，温度属于无关变量，在实验设计中应相同且适宜，故从图1中可以看出最适的温度为30℃．A点能进行光合作用和呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体．
（5）从图1中可以看出最适的温度为30℃，此时净光合速率最大，图2中可以看出光照强度1040μmol?m^-2?s^-1时净光合速率也最大．
（6）菰叶片中细胞间隙 CO₂的浓度和净光合速率的值呈现出负相关性，这是因为净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在叶片间隙中（外界环境中）的二氧化碳浓度就越低．
故答案为：
（1）蓝紫     3℃、50℃
（2）C  
（3）24.5      
（4）30℃细胞质基质、线粒体、叶绿体 
（5）30℃1040
（6）净光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在叶片间隙中（外界环境中）的二氧化碳浓度就越低

点评：本题主要考查影响光合作用和呼吸作用速率的因素的相关知识以及有关曲线图的分析，意在考查考生把握知识间内在联系的能力，读图识图的能力以及能够运用所学知识解决问题的能力．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，其中光照强度主要影响光反应，二氧化碳浓度主要影响暗反应；影响光合作用的内在因素有：色素的含量、酶的数量、五碳化合物的含量等．