Question

某研究小組以某植物的成熟綠葉組織為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行有關(guān)光合作用的研究．
（1）取該植物成熟綠葉組織中葉肉細(xì)胞10g，將其中的葉綠體和線(xiàn)粒體提取并分離，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．

①在提取并分離葉肉細(xì)胞中的葉綠體和線(xiàn)粒體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先須將10g葉肉細(xì)胞置于含

 

的酶解液中，待酶解液轉(zhuǎn)為

 

色后再進(jìn)行離心分離．
②在離體條件下分別測(cè)定其光合作用中CO₂的吸收量（圖1A）和呼吸作用中CO₂的釋放量（圖1B）．假定離體葉綠體和線(xiàn)粒體與在葉肉細(xì)胞內(nèi)的生理活性基本一致，在溫度為30℃，光照強(qiáng)度為8000勒克斯下照光10h后，再移到溫度也為30℃的暗處，此10克葉肉組織24h能積累的葡萄糖是

 

 μg；如果其他條件不變，僅將黑暗條件下的溫度調(diào)整為平均為15℃，則能積累葡萄糖是

 

 μg，此實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的啟示是

 

．（保留二位小數(shù)）
（2）將該植物成熟綠葉組織放在密封透明的小室內(nèi)給以適宜光照，在不同CO₂濃度下測(cè)定光合作用效率．圖2為光合作用增長(zhǎng)率隨CO₂濃度升高的變化的情況，A至E是曲線(xiàn)上的點(diǎn)，請(qǐng)分析回答：
①圖2中光合作用增長(zhǎng)率最大的是

 

段．
②請(qǐng)?jiān)谠搱D上添加光合作用速率隨CO₂濃度變化的趨勢(shì)圖．
③據(jù)圖2分析，光合速率最快的是

 

點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值，此時(shí)若要想進(jìn)一步提高光合速率，可采取的有效措施有

 

；

 

．（列舉兩點(diǎn)）

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專(zhuān)題：

分析：解這一類(lèi)題目首先要讀懂曲線(xiàn)，按題目的條件，由于上述數(shù)據(jù)是在葉綠體和線(xiàn)粒體離體的條件下測(cè)得的，光合作用和呼吸作用都是在獨(dú)立的條件下進(jìn)行．這與對(duì)整體葉片或植株的測(cè)量不同，對(duì)整體植株測(cè)得的吸收CO₂或釋放出O₂的數(shù)據(jù)反應(yīng)的是凈光合作用速率，而真正的光合作用速率還應(yīng)該加上這段時(shí)間中的呼吸消耗．本題目所設(shè)條件葉綠體與線(xiàn)粒體已分離，在測(cè)定葉綠體的光合作用時(shí)不存在呼吸作用的影響．所以光合作用和呼吸作用速率只要直接讀取曲線(xiàn)中的有關(guān)數(shù)據(jù)就可以了．
圖2為光合作用增長(zhǎng)率隨CO₂濃度升高的變化的情況，根據(jù)增長(zhǎng)率畫(huà)出光合速率的曲線(xiàn)，相應(yīng)的幾個(gè)特殊點(diǎn)就可以看出來(lái)了．

解答： 解：（1）①在提取并分離葉肉細(xì)胞中的葉綠體和線(xiàn)粒體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先需先將細(xì)胞壁破壞，所以首先要用纖維素酶處理，直到出現(xiàn)綠色即可以進(jìn)行分離了；
②據(jù)圖分析：在葉綠體和線(xiàn)粒體離體的條件下圖1A表示在溫度為30℃，光照強(qiáng)度為8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量為8×10=80μg，再移到溫度也為30℃的暗處細(xì)胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×24=36μg，則凈光合作用吸收的二氧化碳為80-36=44μg，根據(jù)光合作用的反應(yīng)方程式可解出積累的葡萄糖是30μg；如果將黑暗條件下的溫度調(diào)整為平均為15℃，則細(xì)胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×10+0.75×14=25.5μg，凈光合作用吸收的二氧化碳為80-25.5=54.5μg，根據(jù)光合作用的反應(yīng)方程式可解出積累的葡萄糖是37.16μg，解題過(guò)程如圖．此實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的啟示是晝夜溫差大，有利于有機(jī)物的積累，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量．

（2）①該圖為光合作用增長(zhǎng)率曲線(xiàn)，圖中光合作用增長(zhǎng)率最大的是最高點(diǎn)CD段；
②光合作用速率隨CO₂濃度變化的曲線(xiàn)應(yīng)依據(jù)原光合作用增長(zhǎng)率曲線(xiàn)的特點(diǎn)來(lái)畫(huà)，AB段增長(zhǎng)的慢斜率較小，BC段增長(zhǎng)率開(kāi)始加快斜率逐漸增大，到CD段光合速率增長(zhǎng)最快斜率最大，DE段增長(zhǎng)率減小斜率減小，E點(diǎn)以后保持平衡；
③析圖可知，從A到E增長(zhǎng)率一直在增加，所以光合速率最快的是E點(diǎn)，此時(shí)若要想進(jìn)一步提高光合速率，可采取的有效措施有提高光照強(qiáng)度、適當(dāng)提高溫度．
故答案為：（1）①纖維素酶 綠
②30 37.16 晝夜溫差大，有利于有機(jī)物的積累，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量
（2）①CD
②如圖

③E 提高光照強(qiáng)度 適當(dāng)提高溫度．

點(diǎn)評(píng)：本題考查影響光合作用的因素，意在考查學(xué)生試圖畫(huà)圖的能力，利用方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的能力．