Question

某研究小组以某植物的成熟绿叶组织为实验材料，进行有关光合作用的研究．
（1）取该植物成熟绿叶组织中叶肉细胞10g，将其中的叶绿体和线粒体提取并分离，再进行实验研究．

①在提取并分离叶肉细胞中的叶绿体和线粒体实验过程中，首先须将10g叶肉细胞置于含

 

的酶解液中，待酶解液转为

 

色后再进行离心分离．
②在离体条件下分别测定其光合作用中CO₂的吸收量（图1A）和呼吸作用中CO₂的释放量（图1B）．假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h后，再移到温度也为30℃的暗处，此10克叶肉组织24h能积累的葡萄糖是

 

 μg；如果其他条件不变，仅将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则能积累葡萄糖是

 

 μg，此实验的研究结果对农业生产实践的启示是

 

．（保留二位小数）
（2）将该植物成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给以适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用效率．图2为光合作用增长率随CO₂浓度升高的变化的情况，A至E是曲线上的点，请分析回答：
①图2中光合作用增长率最大的是

 

段．
②请在该图上添加光合作用速率随CO₂浓度变化的趋势图．
③据图2分析，光合速率最快的是

 

点所对应的值，此时若要想进一步提高光合速率，可采取的有效措施有

 

；

 

．（列举两点）

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,叶绿体色素的提取和分离实验,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：解这一类题目首先要读懂曲线，按题目的条件，由于上述数据是在叶绿体和线粒体离体的条件下测得的，光合作用和呼吸作用都是在独立的条件下进行．这与对整体叶片或植株的测量不同，对整体植株测得的吸收CO₂或释放出O₂的数据反应的是净光合作用速率，而真正的光合作用速率还应该加上这段时间中的呼吸消耗．本题目所设条件叶绿体与线粒体已分离，在测定叶绿体的光合作用时不存在呼吸作用的影响．所以光合作用和呼吸作用速率只要直接读取曲线中的有关数据就可以了．
图2为光合作用增长率随CO₂浓度升高的变化的情况，根据增长率画出光合速率的曲线，相应的几个特殊点就可以看出来了．

解答： 解：（1）①在提取并分离叶肉细胞中的叶绿体和线粒体实验过程中，首先需先将细胞壁破坏，所以首先要用纤维素酶处理，直到出现绿色即可以进行分离了；
②据图分析：在叶绿体和线粒体离体的条件下图1A表示在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量为8×10=80μg，再移到温度也为30℃的暗处细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×24=36μg，则净光合作用吸收的二氧化碳为80-36=44μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是30μg；如果将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×10+0.75×14=25.5μg，净光合作用吸收的二氧化碳为80-25.5=54.5μg，根据光合作用的反应方程式可解出积累的葡萄糖是37.16μg，解题过程如图．此实验的研究结果对农业生产实践的启示是昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量．

（2）①该图为光合作用增长率曲线，图中光合作用增长率最大的是最高点CD段；
②光合作用速率随CO₂浓度变化的曲线应依据原光合作用增长率曲线的特点来画，AB段增长的慢斜率较小，BC段增长率开始加快斜率逐渐增大，到CD段光合速率增长最快斜率最大，DE段增长率减小斜率减小，E点以后保持平衡；
③析图可知，从A到E增长率一直在增加，所以光合速率最快的是E点，此时若要想进一步提高光合速率，可采取的有效措施有提高光照强度、适当提高温度．
故答案为：（1）①纤维素酶 绿
②30 37.16 昼夜温差大，有利于有机物的积累，从而提高农作物的产量
（2）①CD
②如图

③E 提高光照强度 适当提高温度．

点评：本题考查影响光合作用的因素，意在考查学生试图画图的能力，利用方程式进行简单计算的能力．