【題目】在適宜的光照下,某科研小組以小麥為研究對象,以研究溫度、CO2濃度及氮肥對植物代謝的影響。實驗1是研究溫度對小麥光合作用與呼吸作用的影響,結(jié)果如圖1所示。實驗2是在盆栽條件下,利用人工氣候室分別設(shè)置兩種CO2濃度和兩種施氮量的實驗處理,實驗材料分為四組,每一組種植10盆。在小麥抽穗期選擇晴天,用光合作用測定儀于上午8:30—11:30連續(xù)7天進行光合速率的測定,結(jié)果如圖2所示。請回答下列問題。

(1)圖a所示的結(jié)果表明溫度對光合作用和呼吸作用都有重要影響,其中與__________作用有關(guān)的酶的適宜溫度更高。溫度主要影響光合作用的__________階段,光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP用于暗反應(yīng)中__________過程。在10℃時,光合作用速率__________(大于、小于)呼吸作用速率,光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應(yīng)的溫度是__________℃,溫度在__________℃時真光合作用速率最大。

(2)從圖b所示的實驗的結(jié)果可知最有利于小麥光合作用的條件組合是__________。N元素是光合作用中許多重要物質(zhì)的組成成分,如果某同學(xué)要測定施氮后葉片葉綠素含量,可取葉片5克放入研缽加二氧化硅和碳酸鈣研磨,同時加入一定量的__________以提取色素,后再用____________________方法分離出葉綠素進行測定。

(3)在實驗b的研究過程中測定光合速率每天選定8:30—11:30這一時間段是為了控制__________等無關(guān)變量,題中可減少實驗誤差的措施有__________。

(4)要利用該裝置研究施加200mg·kg-1氮素肥料對植物呼吸作用的影響,利用該裝置需要在__________條件下測定。

【答案】 呼吸 暗反應(yīng) C3的還原 大于 40 30 高大氣CO2(或760μmol·mol-1或E)和200mg·kg-1施氮量 無水乙醇 紙層析法 光照強度、溫度 每一處理種植10盆和連續(xù)7天進行測定 黑暗

【解析】試題分析實驗中的變量包括CO2濃度和施氮量,在二氧化碳濃度相同時,200mgkg-1施氮量的光合速率均高于施氮量為0,在施氮量相同時,高大氣CO2濃度均高于正常大氣CO2濃度。

(1)據(jù)圖a分析可知,溫度對呼吸作用的酶的適宜溫度更高,溫度主要影響暗反應(yīng)中相關(guān)酶的活性。光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]ATP主要用于暗反應(yīng)中的三碳化合物的還原過程。10℃時,二氧化碳的吸收量大于0,說明光合速率大于呼吸速率。圖中,曲線與橫軸交于一點是40℃,說明光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應(yīng)的溫度是40。真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率,圖中溫度在30℃時真光合作用速率最大。
(2)由圖可知,最有利于小麥光合作用的條件組合是高大氣CO2200mgkg-1施氮量,CO2濃度主要影響光合作用的喑反應(yīng)過程中CO2的固定。葉綠體中的色素難溶于水易溶于有機溶劑,提取時所用的試劑是丙酮或無水乙醇,分離色素需要使用紙層析法
(3)影響光合作用的因素有很多,為了使該實驗結(jié)果更加準確,無關(guān)變量應(yīng)控制相同且遙宜,如光照強度和溫度;每一組種植10盆和連續(xù)7天進行測定都是為了減少偶然因素帶來的實驗誤差。
(4)黑喑條件下植物不進行光合作用,只進行細胞呼吸,因此在黑暗中測定呼吸作用較好。

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