1. 棉花是我国重要的经济作物。棉花的光合作用过程如图所示,图中酶X和酶Y 是光合作用过程中重要的酶,A~F 代表物质。研究人员以某种棉花为实验材料,探究高温40 ℃)对棉花光合作用的影响,结果如表所示(30 ℃ 为棉花生长的最适温度)。回答下列问题:

组别

温度

净光合速率/ (𝜇mol⋅m−2⋅s−1)

气孔开放程度/ (mol⋅m−2⋅s−1)

胞间CO2 浓度/ (𝜇mol⋅mol−1)

酶X 活性相对值

酶Y 活性相对值

30 ℃

25.6

0.7

285.1

9.2

9.3

40 ℃

19.3

0.5

251.3

6.9

8.5

(1) 图中棉花叶片叶绿体结构中,物质A→B过程发生的场所是,其中主要吸收蓝紫光和红光的色素是,图中C代表的物质是
(2) 绿叶通过气孔可从外界环境中吸收CO2 , 在(填“酶X”或“酶Y ”)的催化作用下,与(填图中字母)结合,该过程叫作CO2 的固定。
(3) 研究发现,在生长发育过程中,棉花植株的棉铃期光合速率明显大于花蕾期的光合速率,根据图中信息分析,可能的原因是
(4) 根据表中研究结果分析,第②组气孔开放程度比第①组的低,从生物适应环境的角度看,其意义是;高温影响棉花光合作用的主要原因是
【考点】
叶绿体结构及色素的分布和作用; 影响光合作用的环境因素; 光合作用原理的应用;
【答案】

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2.

油菜是重要的油料作物,但我国部分油菜种植区土壤钾含量偏低,使其产量下降。为探究缺钾胁迫对油菜光合作用的影响,科研人员选取缺钾的田块进行试验,设置施钾肥(不缺钾)和不施钾肥两个处理,在越冬期检测油菜光合作用相关指标,结果如下表。

处理

净光合速率(μmol•m-2•s-1

气孔导度(molH2O•m-2•s-1

胞间CO2浓度(μmolCO2•mol-1

叶绿素含量(mg•g-1

施钾肥

23.3

0.35

234

0.64

不施钾肥

16.8

0.20

267

0.42

注:气孔导度表示气孔开放的程度。

(1)油菜叶肉细胞中发生的物质变化有________(编号选填),能量变化分别有________(编号选填)。叶绿素参与的过程是________(编号选填)。

①CO2→C3②C3→C6③C6→丙酮酸④丙酮酸→CO2⑤NADP+→NADPH⑥光能→活跃的化学能⑦活跃的化学能→稳定的化学能⑧稳定的化学能→活跃的化学能⑨活跃的化学能→光能

(2)研究显示,光合色素在不同的光波长处会出现不同的吸收率,如图,用分光光度法定量测定小麦的叶绿素含量,分光光度计的波长应设定在________nm(编号选填)。

①430②450③480④649⑤665

(3)研究者认为缺钾引起的气孔导度下降不是油菜净光合速率下降的主要原因,依据是________。

Rubisco是一种双功能酶,既能催化暗反应中C5(RuBP)的羧化反应(C5与CO2结合形成C3分子),也能催化光呼吸中RuBP的氧化反应(如图1)。钾含量对Rubisco活性的影响如图2所示。

(4)光反应形成的________驱动在叶绿体基质中进行的暗反应。

(5)下列对光呼吸的叙述,正确的有______。

A. 吸收O2并释放CO2
B. 需要消耗ATP中的化学能
C. 耗损一部分有机碳
D. 速率不受温度和钾含量的影响

(6)请综合上述研究结果,推测缺钾导致油菜产量下降的原因________

综合题 困难
3. 调整行株距配置是优化水稻冠层结构(群体内植株个体之间,以及叶片、茎杆等器官之间的空间关系)、提高光能利用率和产量最直接最高效的手段。常用的行株距配置有行距与株距不同的栽插模式、宽行与窄行不同的栽插模式两种类型,如图所示。为探究不同行株距对水稻产量的影响,科研人员设置了3个行株距栽插水平,开展了相关基地试验。试验结果如表所示。

组别

行距×株距(cmxcm)

种植密度(株/m2)

叶绿素含量

冠层温度(℃)

气孔导度[mol(m2.s)]

净光合速率[μmol(m2.s)]

产量   (kg/hm2)

CK

30x12

83.34

33.58

31.8

0.18

19.44

8078

R1

30x14

71.43

35.98

31.2

0.26

21.22

8268

R2

(20+40) × 12

83.34

37.26

30.6

0.22

23.26

10489

注:冠层温度是指水稻冠层茎、叶、穗表面温度的平均值;气孔导度是指气孔张开的程度。

分析图表,回答下列问题:

(1) 与CK相比,R1处理的水稻植株叶绿素含量增加,有利于增强叶片对光的捕获能力。水稻冠层温度降低,有利于叶片在高温天气下减缓,进而减少对暗反应的影响,最终使水稻植株产量提高。
(2) 宽窄行处理(R2处理)有助于改善水稻群体透光度和通风情况,显著提高水稻群体产量的原因包括:①可以使到达作物中下层叶片,提高单位面积的光能利用效率;②可以为水稻植株提供,使R2处理的水稻群体暗反应速率提高。
(3) 与CK相比,R1、R2处理水稻的叶绿素含量、冠层温度、气孔导度均与CK 有差异,说明改变,均会影响上述光合指标,进而影响净光合速率和产量。
(4) 科研人员进一步研究发现另一行株距配置为25cm×14cm的实验组也可以显著提高水稻产量。若将本试验经验(3个实验组的研究结果)用于提高其他粮食作物的产量,则可以在种植试验时从等方面上调整行株距配置。
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