题目内容

【题目】科研人员研究不同光照强度对夏腊梅光合生理特性的影响,实验将长势相同的夏腊梅分为3组,每组3盆,进行不同的处理,即全光照(不盖遮阳网)下为高光强(HL),1层遮阳网下为中等光强(ML,光照强度约为全光照的50%),2层遮阳网下为低光强(LL,光照强度约为全光照的10%),光处理期间均为自然光照,光处理棚与外界环境通风良好,下表为测定的最大净光合速率时对应的各组数据(气孔阻力越大,气孔导度越小)。回答下列相关问题。

光处理

最大净光合速率

μmol/(m2·s)

呼吸速率

μmol/(m2·s)

气孔阻力

(m2·s)/mol

光合有效辐射

μmol/(m2·s)

HL

4.75

1.26

21.05

1 115±503 a

ML

6.28

0.83

12.22

553±266 b

LL

3.84

0.59

32.74

114±45 c

(1)夏腊梅在最大净光合速率时,植物叶肉细胞中产生[H]的具体场所有________________,此时光合作用所需CO2的来源有_________________________________。

(2)光处理HL组的光合有效辐射高于ML组,但是最大净光合速率却低于ML组,据表分析原因(说出其中两点)

①______________________________;

②______________________________。

(3)该实验中每种光照强度处理设置3盆夏腊梅,遵循的是________________原则。科研人员推测ML组最大净光合速率大于HL组,可能是适当遮光提高了夏腊梅的叶绿素的含量,请据你所学的知识设计实验来探究科研人员的推测是否正确(简述实验过程即可)_______________。

【答案】类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体基质 线粒体释放和外界环境吸收(或细胞呼吸产生和外界环境) HL的呼吸速率大于ML组,从而导致净光合速率下降 HL组的气孔阻力大于ML组,外界环境中的CO2进入叶肉细胞的量少,导致光合速率下降,从而导致净光合速率下降 平行重复 分别取HL和ML组生长在相同位置的等质量的叶片,提取叶绿体中的色素,用纸层析法分离,比较两组滤纸条上两条叶绿素色素带的宽度(或颜色深浅)

【解析】

(1)夏腊梅在最大净光合速率时,叶肉细胞既存在光合作用也存在呼吸作用,光合作用产生[H]的场所是类囊体薄膜,呼吸作用产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质。此时光合作用速率大于呼吸作用速率,因此光合作用所需CO2的来源有线粒体呼吸释放和从外界环境中吸收。

(2)净光合速率=真正光合速率-呼吸速率,分析表中数据,HL组的呼吸速率大于ML组,可能导致净光合速率下降;分析两组的气孔导度,HL组的气孔阻力大于ML组,则其气孔开放程度低于ML组,外界环境中的CO2进入叶肉细胞的量少,为暗反应提供的原料少,暗反应速率降低,从而导致净光合速率下降。

(3)该实验中每种光照强度处理设置3盆夏腊梅遵循的是平行重复原则。比较HL和ML两组叶绿素含量的多少,选取两组相等质量的叶片,叶片的生长部位相同,提取叶绿体中的色素,用纸层析法分离,比较两组滤纸条上叶绿素的两条色素带的宽度或者颜色深浅。

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