Question

12．下表為菠菜葉片在發(fā)育過(guò)程中，表觀光合速率及相關(guān)指標(biāo)的變化情況．請(qǐng)回答：

葉片	發(fā)育情況	葉面積（最大面積的%）	總?cè)~綠體色素含量（mg/g•fw）	氣孔開(kāi)度相對(duì)值（%）	表觀光合速率 （μmolCO2/m2•s）
A	新葉展開(kāi)前	19	未測(cè)	未測(cè)	-2.8
B	新葉展開(kāi)中	87	1.1	55	1.6
C	新葉展開(kāi)完成	100	2.9	91	2.7
D	新葉已成熟	100	11.1	100	5.8

（注：表觀光合速率是以植物單位葉面積單位時(shí)間實(shí)際固定的二氧化碳量，減去細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳量之差值．）
（1）在光合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，最好選擇上表中的葉片D為實(shí)驗(yàn)材料，用紙層析法法分離葉綠體中的色素．葉綠素分子含有的Mg²⁺可被H⁺等置換，因此提取到的菠菜光合色素濾液用5%的HCl處理后，其顏色與研磨時(shí)未加碳酸鈣時(shí)提取到的菠菜光合色素濾液所呈現(xiàn)的顏色相似．
（2）在遮光條件下測(cè)得葉片A的CO₂釋放速率為3.6?mol/（m²•s ），則葉片A在實(shí)驗(yàn)光照條件下，將水裂解為O₂、H⁺和e^-，其中O₂的產(chǎn)生速率為0.8?mol/（m²•s ），產(chǎn)生的O₂將擴(kuò)散到線粒體中被利用，H⁺和e^-將三碳化合物還原為能源物質(zhì)．葉片C比D的表觀光合速率低，最主要的原因是葉片C總?cè)~綠素含量較低，吸收的光能少，．
（3）在不同濃度的CO₂環(huán)境中培養(yǎng)菠菜幼苗，同時(shí)測(cè)量葉片的氣孔開(kāi)度和糖的含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示．
發(fā)現(xiàn)隨著CO₂濃度升高，菠菜幼苗糖的含量也有所增加，其主要原因是增加CO₂濃度能促進(jìn)光合作用中的暗反應(yīng)階段，同時(shí)高濃度的CO₂也會(huì)抑制細(xì)胞呼吸．增加CO₂濃度有助于菠菜幼苗度過(guò)干旱時(shí)期，其主要原因是CO₂濃度升高引起氣孔關(guān)閉，減少了水分的散失．
（4）生產(chǎn)實(shí)踐中，可適時(shí)噴施脫落酸（植物激素）起到調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)度的作用．

Answer 1

分析 本題主要考查影響光合作用的環(huán)境因素．
1、溫度對(duì)光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱．
2、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
3、光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)．當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)．
分析表格：在葉片的發(fā)育過(guò)程中，葉面積逐漸增大，總?cè)~綠素含量逐漸增加，氣孔相對(duì)開(kāi)放度逐漸增大，凈光合速率也逐漸增大．

解答 解：（1）在光合色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選擇成熟的菠菜葉片，即表中的D組葉片．色素用紙層析法進(jìn)行分離．由于碳酸鈣能防止研磨中色素被破壞，所以韭菜濾液用5%的HCl處理一段時(shí)間后，色素被破壞．
（2）遮光條件下測(cè)得葉片A的CO₂釋放速率為3.6?mol/（m²•s ），及即為其呼吸作用速率，此時(shí)其表觀光合速率為-2.8?mol/（m²•s ），真正的光合速率=呼吸速率+表觀光合速率，所以O(shè)₂的產(chǎn)生速率為3.6-2.8=0.8?mol/（m²•s ）．此時(shí)產(chǎn)生的氧氣全部擴(kuò)散到線粒體當(dāng)中被利用．葉綠體中的H⁺和e^-將三碳化合物還原為能源物質(zhì)．葉片C總?cè)~綠素含量較低，吸收的光能少，所以葉片C比D的表觀光合速率低．
（3）增加CO₂濃度能促進(jìn)光合作用中的暗反應(yīng)階段．據(jù)圖分析，同時(shí)高濃度的CO₂也會(huì)抑制細(xì)胞呼吸，使含糖量升高．CO₂濃度升高引起氣孔導(dǎo)度減小，部分氣孔關(guān)閉，蒸騰作用減弱，減少了水分的散失．
（4）適時(shí)噴施脫落酸可以起到調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)度的作用．
故答案為：
（1）D   紙層析法   碳酸鈣
（2）0.8   線粒體中   三碳化合物   總?cè)~綠素含量較低
（3）暗反應(yīng)   細(xì)胞呼吸   氣孔關(guān)閉
（4）脫落酸

點(diǎn)評(píng) 本題意在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的分析和理解能力．光合作用過(guò)程是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可以通過(guò)流程圖分析，表格比較，典型練習(xí)分析強(qiáng)化學(xué)生的理解．要注意，光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．