水分和光照是限制植物生长的主要环境因子。科研人员研究了干旱、遮阴对两年树龄的马尾松形态结构和光合特性的影响，实验结果如下表：处理总叶绿素（mg/g）叶绿素a/叶绿素b气孔导度（μmol·m-2·s-1）胞间CO2浓度（μmol/mol）净光合速率（μmol·m-2·s-1）针叶长度（cm）株高增长（cm）对照1.022.870.36307.0114.82162.47干旱1.102.970.09212.029.26141.55遮阴1.622.570.18307.318.56181.43注：在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，称为冲光合速率。回答下列问题：

1. 水分和光照是限制植物生长的主要环境因子。科研人员研究了干旱、遮阴对两年树龄的马尾松形态结构和光合特性的影响，实验结果如下表：

处理	总叶绿素（mg/g）	叶绿素a/ 叶绿素b	气孔导度（μmol·m^-2·s^-1）	胞间CO₂ 浓度（μmol/mol）	净光合速率（μmol·m^-2·s^-1）	针叶长度（cm）	株高增长（cm）
对照	1.02	2.87	0.36	307.01	14.82	16	2.47
干旱	1.10	2.97	0.09	212.02	9.26	14	1.55
遮阴	1.62	2.57	0.18	307.31	8.56	18	1.43

注：在光照条件下，人们测得的CO₂吸收量是植物从外界环境吸收的CO₂总量，称为冲光合速率。

回答下列问题：

(1) 水分和光照可直接参与光合作用的阶段，叶片中的色素需先用提取，才能进行含量测定。若利用缺镁植物叶片作为材料，纸层析时滤纸条由上向下第条色素带将会缺失或变浅。

(2) 据表分析，遮阴条件下，植株通过改变提高吸收光的能力。与对照组相比，遮阴时马尾松净光合速率下降，原因是；干旱条件下，马尾松净光合速率下降的原因是。

(3) 据表分析，株高增长与呈正相关；在遮阴处理时，马尾松植株可能优先将光合产物分配至中，这是长期的结果。

【考点】

叶绿体结构及色素的分布和作用; 叶绿体色素的提取和分离实验; 影响光合作用的环境因素;

【答案】

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综合题普通

1. 芒萁属蕨类植物，是酸性土壤指示植物，对生态条件的考察具有重要意义。为研究森林植被退化和恢复过程中的光照强度和土壤氮素含量变化对芒萁光合生理的影响，科研人员设置遮阴与氮素双因素控制试验，分别测定净光合速率、气孔导度、总叶绿素含量，实验结果如下图所示。请回答下列问题：

注：NO（不施氮）、N1（低氮）、N2（中氮）、N3（高氮）

(1) 测定不同条件处理对芒萁叶绿体内光合色素含量的影响，需要提取和分离色素。在研磨芒萁叶片提取光合色素时，需要加入溶解色素。而纸层析法可分离各种光合色素，其原理是。

(2) 由实验结果可知，净光合速率最高的是处理组。测定芒萁叶片净光合速率时，可以使用仪器测定单位叶面积单位时间的。

(3) 已知芒萁是阴生植物，在高光条件下存在光抑制现象，若不考虑呼吸作用的细微差别，请结合图1与图2推测，在没有施氮干预的情况下，轻度遮阴时是否存在光抑制现象?。判断依据是：。

(4) 科研人员又进一步发现，遮阴程度与总叶绿素含量呈正相关（图3），试分析其生理意义：。

综合题普通

2. 在夏季晴朗的白天，科研人员对某种水稻野生型植株和突变型植株的光合作用进行了相关研究，结果如下图所示。

回答下列问题。

(1) 夏季晴朗的白天，两种水稻植株叶肉细胞中合成ATP的细胞器有。与光合作用有关的色素分布在上。

(2) 与10时相比，8时两种水稻植株的CO₂吸收速率均较低，主要的外界限制因素是；9时两种水稻植株的CO₂固定速率（填“相等”“不相等”或“无法确定”）；10—12时突变型植株的CO₂吸收速率高于野生型植株，从气孔的角度分析，可能的原因是。

(3) 据图判断，在高温、高光强环境下植株生长得更好。

综合题普通

3. 植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可在设施内通过高精度人工控制光照、温度、CO₂浓度等因素实现作物增产的高效农业系统。生菜是植物工厂培养的常见速生蔬菜之一，为提高经济效应，某研究小组探究了不同时间间隔的红蓝光（LED灯）交替照射对生菜光合作用的影响，实验结果如下表所示。

光照处理	净光合速率（μmol·m^-2s-¹）	叶绿素含量（mg·g^-1）	胞间CO₂浓度（μmol·mol^-1）
R/B （5min）	6.6	0.78	494
R/B （30min）	8.1	0.98	455
R/B （60min）	7.7	0.83	462
RB	7.1	0.56	523

（注：R 表示红光，B 表示蓝光；R/B （5min）表示先用红光照射 5 分钟，再用蓝光照射5分钟，红蓝光交替照射，其他以此类推；RB 表示红蓝光同时照射，作为对照。）回答下列问题：

(1) 为测定不同处理下生菜叶片的叶绿素含量，可用试剂提取光合色素后再利用一定的技术测定吸光率，经计算得到实验结果。提取时，还需要加入以防止叶绿素在研磨过程中受到破坏。

(2) 实验中，科研人员选用红蓝光组合的LED灯培植生菜的原因是。据表分析，30min和60min红蓝光交替照射能叶肉细胞中的叶绿素含量，使更多的光能转化为储存在中的化学能，这促进了碳反应中的过程；其中处理组的增产效果更好。除了红蓝光交替照射外，在光照方面还可以通过采取（写出 1点）措施提高生菜的产量。

(3) 植物工厂在控制光照条件的同时，适当提高CO₂浓度能进一步提高生菜产量。生菜吸收的CO₂转变为有机物的途径称为循环，其产物可运至叶绿体外转变成，并运到植物体其他部位供细胞利用。

综合题普通