棉花是一年生草本植物或亚灌木植物。棉籽除作种外，还可用于榨油，是世界上仅次于大豆的重要食用油来源。研究人员对一天中海岛棉新海3号和陆地棉新陆早1号两个棉花品种主茎上不同叶位的光合特性进行了研究，结果如图所示。回答下列问题：注：Pn表示净光合速率；Tr表示蒸腾速率，蒸腾速率越高，气孔导度越大。

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1. 棉花是一年生草本植物或亚灌木植物。棉籽除作种外，还可用于榨油，是世界上仅次于大豆的重要食用油来源。研究人员对一天中海岛棉新海3号和陆地棉新陆早1号两个棉花品种主茎上不同叶位的光合特性进行了研究，结果如图所示。回答下列问题：

注：Pn表示净光合速率；Tr表示蒸腾速率，蒸腾速率越高，气孔导度越大。

(1) 净光合速率除用图示表示外，还可用表示。

(2) 不同叶位叶片实际代表了叶片的阶段。海岛棉新海3号的Pn小于陆地棉新陆早1号，但3～15叶位的总光合量却大于陆地棉新陆早1号，根据图示分析原因：。两个品种存在差异的根本原因是。

(3) 随着叶位降低，Tr降低，Pn也随之降低，原因是。影响13和15位叶净光合速率的内在因素可能是（答一点）。若要探究13位叶的总光合速率，还需进行的操作是。

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用和呼吸作用的区别与联系;

【答案】

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实验探究题普通

1. 柑橘是广西北部山区主要的经济作物。为研究不同遮阴程度以及施肥处理对柑橘幼苗光合特性形成产生的影响，我区农业研究所选用生长状况等相同的柑橘幼苗进行了以下4组实验：A1组—25%遮阴，A2组—50%遮阴，A3组—25%遮阴和施肥，CK组（对照组）—全光照但未施肥，并实施处理一段时间。最后将这4组柑橘进行光合特性测定，获得的有关数据如下表所示。请回答下列问题：

组别	光饱和点/（μmol·m^-2·s^-1）	光补偿点/（μmol·m^-2·s^-1）
A1	783.75	11.91
A2	947.51	8.96
A3	1622.67	11.92
CK	1489.25	10.23

(1) 柑橘叶肉细胞在光补偿点时，产生ATP的细胞结构有。光补偿点是反映柑橘利用（选填“强光”或“弱光”）能力的重要指标。

(2) 当达到光饱和点之后，柑橘叶肉细胞消耗的CO₂量（选填“大于”“等于”或“小于”）其产生的CO₂量。

(3) 50%遮阴处理的柑橘幼苗，在某光照强度下，测得其净光合速率为零。若同样的光照强度下，25%遮阴处理的柑橘幼苗，其有机物的干重会。结合以上信息，判断理由是。

(4) 该实验小组进一步研究发现，遮阴条件下施肥能更好地促进幼苗中叶绿素的合成，从而影响柑橘对光能的利用。从以上几组幼苗中选择合适的素材，设计实验思路验证该结论。实验思路：。

实验探究题普通

2. 堇叶紫金牛是珍稀濒危植物。一些科学家研究了不同光强(遮阴)处理下堇叶紫金牛的光合特征，遮阴过程中，波长较长的可见光损失较大。

(1) 科研工作者在晴朗的一天利用不同的遮阴率处理植株，并分别测定了其一天内相应的光合参数变化。实验分为4组：遮阴率90%(Ⅰ组)、遮阴率60%(Ⅱ组)、遮阴率25%(Ⅲ组)，并以遮阴率为0的全光照 (Ⅳ组)作为对照。数据见下图。

4组实验均选择了10株长势相同的堇叶紫金牛进行操作处理，这遵循了实验设计的等量原则和原则，这样得到的数据误差较小。图中净光合速率Pn一般是测量 CO₂速率，其中第组实验出现了“光合午休”现象，依据曲线分析9：30~10：30该组植株作用增强，进而引起，导致CO₂吸收速率降低，净光合速率下降。

(2) 科研工作者在一个月内又分别测量了不同情况下植物内部指标等相关变化，期望进一步了解遮阴对堇叶紫金牛带来的长期影响(光合产物主要分配到植物的根、茎、叶器官)，统计数据见下表。

遮阴率 (%)	叶绿素a ( mg·g^-¹)	叶绿素b ( mg·g^-¹)	叶绿素a/b	根干质量( mg)	茎干质量( mg)	叶片质量( mg)	比叶面积 (mm²·mg^-¹)
0	0.78	0.33	2.34	157	91	257	2.48
25	0.84	0.39	2.17	150	84	256	2.76
60	0.94	0.45	2.08	107	53	244	3.20
90	1.75	1.02	1.72	54	50	180	3.42

注：比叶面积(SLA)是表示叶厚的指标，SLA 越小，说明叶片单位质量对应叶面积越小，叶片越厚。

①从表中可知堇叶紫金牛的叶片叶绿素a、叶绿素b含量均随遮阴率增加而升高，叶绿素a/叶绿素b的值随遮阴率增加而。这些变化对植物的好处是。②叶片是对环境变化较敏感且变异性和可塑性较大的器官，从表中数据分析革叶紫金牛叶片在遮阴条件下，除了色素含量的变化，还通过最大限度地进行光合作用、制造有机物，满足生长发育的需求。

实验探究题困难

3. 科学家用非转基因水稻和转Z基因水稻为实验材料，分别喷施蒸馏水、一定浓度的寡霉素和一定浓度的NaHSO₃ ， 24h后进行8h的干旱胁迫处理，测得胁迫前后水稻光合速率如下表所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合酶的活性。回答下列问题：

实验材料		实验处理	光合速率（μmolCO₂•m^-2•s^-1）
实验材料		胁迫前	胁迫后
非转基因水稻	1组	喷施蒸馏水	16.31	5.93
	2组	喷施一定浓度的寡霉素	11.27	4.51
	3组	喷施一定浓度的NaHSO₃	18.29	9.43
转Z基因水稻	4组	喷施蒸馏水	18.37	12.14
	5组	喷施一定浓度的寡霉素	16.03	10.98
	6组	喷施一定浓度的NaHSO₃	20.34	16.81

(1) ATP合酶能催化合成ATP的作用机理是。寡霉素在细胞呼吸和光合作用过程中的主要作用部位分别是和。

(2) 实验中实际测得的光合速率是净光合速率，若要获得水稻的总光合速率，还需要。

(3) 分析表中数据可知，喷施NaHSO₃能够；植物吸收的NaHSO₃中的S元素可用于合成等（至少答出1种）生物大分子。

(4) 研究发现，一种名为Steptomyces-d-m的土壤放线菌能产生大量的寡霉素，推测（填“非转基因”或“转Z基因”）水稻更能适应富含Steptomyces-d-m的土壤，判断的依据是。

实验探究题普通

处理	指标
处理	光饱和点（klx）	光补偿点（lx）	低于5klx光合曲线的斜率（mgCO₂ ． dm^-2 ． hr^-1 ． klx^-1）	叶绿素含量（mg·dm^-2）	单株光合产量（g干重）	单株叶光合产量（g干重）	单株果实光合产量（g干重）
不遮阴	40	550	1.22	2.09	18.92	3.25	8.25
遮阴2小时	35	515	1.23	2.66	18.84	3.05	8.21
遮阴4小时	30	500	1.46	3.03	16.64	3.05	6.13