Question

18．菰是水稻的一種，其莖基部膨大可作蔬菜食用，稱茭白．科學家對菰的光合作用特性進行研究，將菰的倒數第三片功能葉片在不同溫度和光照強度下進行離體培養，利用紅外CO₂分析儀分析CO₂的變化，所得結果如下圖1所示，科學家進一步制作出了光飽和點和光補償點與溫度的對應關系圖如圖2、圖3所示，請回答問題：
（1）研究發現一突變體層析時濾紙條上色素帶從上向下的第二條缺失，則該突變體相對于正常品系吸收光的能力減弱．在溫度為3℃、50℃時，菰葉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，且光照時的光照強度一直和圖1 中的光照強度一樣，則菰的功能葉在10℃時生長狀況為干重將增加．
（3）用 CO₂消耗來表示，35℃時菰葉片的真正光合速率約為24.5μmol•m^-2•s^-1．
（4）圖2 的曲線是在溫度為30℃時作出來的．A點產生ATP 的場所有細胞溶膠、線粒體、葉綠體．
（5）種植菰的最適條件是溫度30℃，光照強度1040（μmol•m^-2•s^-1）
（6）研究發現，在一天中，菰葉片中細胞間隙 CO₂的濃度和凈光合速率的值呈現出負相關性，請簡要解釋出現這種現象的原因凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環境中）的二氧化碳濃度就越低．

Answer 1

分析 解答本題應掌握：①總光合作用=呼吸作用+凈光合作用．
②影響光合作用的外界環境因素有溫度、光照強度及CO₂濃度等．
③影響呼吸速率的因素有溫度、O₂濃度等．
④光補償點表示在此光照強度下，光合速率與呼吸速率相等，光飽和點表示達到最大光合速率時，最低的光照強度．
由題意知：圖1表示的是溫度通過影響酶的活性來影響凈光合速率和呼吸速率，圖二表示的是光照強度對凈光合速率的影響，圖3表示的是不同溫度下光補償點和光飽和點的變化．據此解答．

解答 解：（1）層析時濾紙條上色素帶從上向下的第二條是葉黃素，其缺失導致正常品系吸收藍紫光的能力減弱．從圖1中可以看出，在溫度為3℃、50℃時，凈光合速率為0，表示此時葉片的光合作用速率和呼吸作用速率相同．
（2）在15℃時，從圖1中知道，凈光合速率為10-15之間，呼吸速率為2.5，當對葉片進行光照和黑暗時間各占一半時，其生長狀況為干重將增加．
（3）總光合作用=呼吸作用+凈光和作用，用 CO₂消耗來表示，35℃時菰葉片的真實光合速率=4.5+20=24.5μmol•m^-2•s^-1．
（4）圖二表示的是光照強度對凈光合速率的影響，自變量光照強度，溫度屬于無關變量，在實驗設計中應相同且適宜，故從圖1中可以看出最適的溫度為30℃．A點能進行光合作用和呼吸作用，故產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體．
（5）從圖1中可以看出最適的溫度為30℃，此時凈光合速率最大，圖2中可以看出光照強度1040μmol•m^-2•s^-1時凈光合速率也最大．
（6）菰葉片中細胞間隙 CO₂的濃度和凈光合速率的值呈現出負相關性，這是因為凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環境中）的二氧化碳濃度就越低．
故答案為：
（1）藍紫3℃、50℃
（2）干重將增加
（3）24.5
（4）30        細胞溶膠、線粒體、葉綠體
（5）30   1040  
（6）凈光合速率越大，二氧化碳的消耗就越快，留在葉片間隙中（外界環境中）的二氧化碳濃度就越低

點評 本題主要考查影響光合作用和呼吸作用速率的因素的相關知識以及有關曲線圖的分析，意在考查考生把握知識間內在聯系的能力，讀圖識圖的能力以及能夠運用所學知識解決問題的能力．影響光合作用的環境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等，其中光照強度主要影響光反應，二氧化碳濃度主要影響暗反應；影響光合作用的內在因素有：色素的含量、酶的數量、五碳化合物的含量等．