Question

【题目】植物生理

图甲表示棉花叶肉细胞中的部分结构，①～⑥表示物质；图乙表示一棉花植株叶片CO2吸收量随光照强度逐渐增强的变化曲线，S1 S2 S3分别表示所属范围的面积；图丙表示在恒温密闭玻璃温室内，连续48小时测定室内CO2浓度及棉花植株CO2的吸收速率。据图回答下列问题：

（1）叶绿体中的色素分布于_____上。提取绿叶中的色素时，为保护色素，要加入的化学药品是_____，其中叶绿素主要吸收_____光。

（2）甲图中，在供给棉花叶肉细胞CO2后的60秒内，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7秒后的代谢产物多达12种，而5秒内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能是_____（填图中序号）。该物质被光反应提供的_____还原成糖类。

（3）若该叶肉细胞长时间处于黑暗状态，则甲图中①→②→①的循环_____（能/不能）进行，原因是_____。

（4）当光照强度处于乙图中的D点时，甲图中⑥的去向是_____。在适宜温度下测得叶片D点数据，若其他条件不变，进一步提高温度，则该叶片D点数据的变化是_____。

（5）乙图中O～D间此棉叶呼吸作用消耗有机物的量为_____，光合作用有机物的净积累量为_____。（用S1、S2、S3表示）

（6）丙图中棉花植株呼吸速率与光合速率相等的时间点有_____个，叶绿体吸收CO2速率最大的时刻是第_____小时，前24小时比后24小时的平均光照强度_____。

（7）如果使用相同强度绿光进行实验，丙图中c点的位置将_____（填“上移”、“下移”或“不变”）。

棉花幼铃（幼果）获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响，某课题组选择生长整齐的健壮植株，按如图1步骤进行实验，激素处理方式和实验结果如图2所示（上述处理不影响叶片光合与呼吸强度）。

激素处理→24h用放射性物质喂饲叶片（位于第四果枝节主茎上）30min→24h测定该叶片和幼铃等的放射性强度

（8）该放射性物质中被标记的元素是_____。由实验结果推断，幼铃脱落显著减少的是_____组．B组幼铃放射性强度百分比最低，说明B组叶片的光合产物_____。为优化实验设计，增设了D组（激素处理叶片），各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是_____。由此可知，正确使用该激素可改善光合产物调配，减少棉铃脱落。

（9）若该激素不能促进插条生根，却可促进种子萌发和植株增高，其最可能是_____。

Answer 1

【答案】类囊体薄膜 CaCO3 红光和蓝紫 ② NADPH 不能 没有光反应提供的ATP与NADPH，暗反应不能进行 扩散到线粒体和外界 降低 S1+S3 S2﹣S1 4 36 弱 上移 碳 C 输出减少 C＞A＞B＞D 赤霉素

【解析】

（1）叶绿体中的色素分布于类囊体（基粒）膜上；提取色素时，为保护色素，往往要加入碳酸钙；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）根据甲图及暗反应的相关过程分析可知，甲图中①为C5化合物，②为C3化合物，③为ATP及[H]，④为ADP+Pi，⑤为水，⑥为氧气。CO2最先和C5结合固定到C3化合物里面，所以②C3化合物是最早出现放射性的化合物，C3被光反应产生的NADPH还原成糖类等各种化合物。
（3）根据光合作用过程，如果该植物长期处于黑暗状态，因为缺少光反应产生的[H]和ATP，则暗反应不能进行。
（4）乙图中当植物处于D点时，植物光合速率大于呼吸速率，故甲图中光合作用产生的⑥氧气一方面满足线粒体有氧呼吸的需求，另一方面扩散到外界环境。在适宜温度下测得叶片D点数据，若其他条件不变，进一步提高温度，则不为适宜温度，因此，该叶片D点数据是降低。
（5）根据乙图，光照强度为0时，绿色植物只进行细胞呼吸，故A点放出的CO2表示呼吸作用的强度，随着光照强度的增加呼吸强度是不变的，所以0-D时间段内：呼吸作用消耗的总量就是横线下面矩形的面积，即S1+S3；S1表示光照强度由0→B时光合作用的净积累量（为负）；S2表示光照强度由B→D时的光合作用有机物的净积累量；S1+S3表示0→D时段玉米呼吸作用消耗的有机物量；S2+S3表示光合作用产生的有机物总量。所以当光照强度由0→D时，玉米呼吸作用消耗的有机物量为S1+S3，光合作用的净积累量为S2-S1。

（6）图中虚线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的二氧化碳全由呼吸作用提供，所以此时呼吸速率与光合作用相等。即在6、18、30、42时，呼吸速率与光合速率相等；据曲线分析，CO2吸收速率的最大时对应的时间是36h，由于温室内的温度不变，植物的呼吸速率不变，因此，叶绿体利用CO2速率最大的时刻是36h时；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光照强度弱。

（7）光合作用的色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光的吸收极少，因此如果使用相同强度绿光进行实验，丙图中c点的位置将上移。

（8）题中研究外源激素对棉花光合产物调配的影响，光合作用产物一般用碳元素标记。首先标记CO2，CO2被固定为C3，C3被光反应提供的[H]还原为糖类和C5。由题干可知，幼铃脱落是光合产物不足导致，对比A、B、C三组，发现C组幼铃中有机物占比最高，因而幼铃脱落显著减少。B组中叶片的放射性强度的百分比较高，说明有机物占比较多，输出较少。由题中数据可知，激素可抑制叶片有机物的输出，有利于幼铃有机物的输入，因而用激素处理叶片，导致叶片有机物输出明显较少，且小于B组，因而幼铃的放射性强度百分比由高到低依次为C＞A＞B＞D。

（9）赤霉素能够促进种子萌发和植株增高，但不能促进扦插枝条生根。