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【題目】在適宜的光照下,某科研小組以小麥為研究對象,以研究溫度、CO2濃度及氮肥對植物代謝的影響。實驗1是研究溫度對小麥光合作用與呼吸作用的影響,結果如圖1所示。實驗2是在盆栽條件下,利用人工氣候室分別設置兩種CO2濃度和兩種施氮量的實驗處理,實驗材料分為四組,每一組種植10盆。在小麥抽穗期選擇晴天,用光合作用測定儀于上午8:30—11:30連續(xù)7天進行光合速率的測定,結果如圖2所示。請回答下列問題。

(1)圖a所示的結果表明溫度對光合作用和呼吸作用都有重要影響,其中與__________作用有關的酶的適宜溫度更高。溫度主要影響光合作用的__________階段,光反應階段產生的[H]和ATP用于暗反應中__________過程。在10℃時,光合作用速率__________(大于、小于)呼吸作用速率,光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應的溫度是__________℃,溫度在__________℃時真光合作用速率最大。

(2)從圖b所示的實驗的結果可知最有利于小麥光合作用的條件組合是__________。N元素是光合作用中許多重要物質的組成成分,如果某同學要測定施氮后葉片葉綠素含量,可取葉片5克放入研缽加二氧化硅和碳酸鈣研磨,同時加入一定量的__________以提取色素,后再用____________________方法分離出葉綠素進行測定。

(3)在實驗b的研究過程中測定光合速率每天選定8:30—11:30這一時間段是為了控制__________等無關變量,題中可減少實驗誤差的措施有__________。

(4)要利用該裝置研究施加200mg·kg-1氮素肥料對植物呼吸作用的影響,利用該裝置需要在__________條件下測定。

【答案】 呼吸 暗反應 C3的還原 大于 40 30 高大氣CO2(或760μmol·mol-1或E)和200mg·kg-1施氮量 無水乙醇 紙層析法 光照強度、溫度 每一處理種植10盆和連續(xù)7天進行測定 黑暗

【解析】試題分析實驗中的變量包括CO2濃度和施氮量,在二氧化碳濃度相同時,200mgkg-1施氮量的光合速率均高于施氮量為0在施氮量相同時,高大氣CO2濃度均高于正常大氣CO2濃度

(1)據圖a分析可知,溫度對呼吸作用的酶的適宜溫度更高溫度主要影響暗反應中相關酶的活性。光反應產生的[H]ATP主要用于暗反應中的三碳化合物的還原過程10℃時,二氧化碳的吸收量大于0,說明光合速率大于呼吸速率。圖中,曲線與橫軸交于一點是40℃,說明光合作用速率與呼吸作用速率相等時對應的溫度是40。真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率,圖中溫度在30℃時真光合作用速率最大。
(2)由圖可知,最有利于小麥光合作用的條件組合是高大氣CO2200mgkg-1施氮量,CO2濃度主要影響光合作用的喑反應過程中CO2的固定。葉綠體中的色素難溶于水易溶于有機溶劑,提取時所用的試劑是丙酮或無水乙醇,分離色素需要使用紙層析法
(3)影響光合作用的因素有很多,為了使該實驗結果更加準確,無關變量應控制相同且遙宜,如光照強度和溫度;每一組種植10盆和連續(xù)7天進行測定都是為了減少偶然因素帶來的實驗誤差。
(4)黑喑條件下植物不進行光合作用,只進行細胞呼吸,因此在黑暗中測定呼吸作用較好。

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