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(2022·浙江高考真题)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理
不遮阴
遮阴2小时
遮阴4小时
指标
光饱和点(klx)
40
35
30
光补偿点(lx)
550
515
500
低于5 klx光合曲线斜率(mgCO2·
dm-2·hr-1·klx-1)
1.22
1.23
1.46
叶绿素含量(mg·dm-2)
2.09
2.66
3.03
单株光合产量(g干重)
18.92
18.84
16.64
单株叶光合产量(g干重)
3.25
3.05
3.05
单株果实光合产量(g干重)
8.25
8.21
6.13
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:
(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加 ___________ ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ___________ ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低 ___________ ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中 ___________ 的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以 ___________ 形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至 ___________ 中。
(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均 ___________ 。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为 ___________ (A.<2小时 B.2小时 C.4小时 D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
解析:(1)从表中数据可以看出,遮阴一段时间后,花生植株的叶绿素含量在升高,提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降,说明植株为适应低光照强度条件,可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低,说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降,以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。
低于5 klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化,在实验范围内随遮阴时间增长,光合速率提高幅度加快,故说明植物对弱光的利用效率变高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出,较长(4小时)遮阴处理下,整株植物的光合产量下降,但叶片的光合产量没有明显下降,从比例上看反而有所上升,说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比,遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种,则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间,才能获得较高花生产量。
答案:(1)叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5 klx光合曲线的斜率
(2)蔗糖 叶
(3)下降 A
1.构建细胞呼吸与光合作用两种过程模型
2.掌握两种条件下的曲线分析
①自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线
a点:凌晨,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。
b点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。
bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。
e点:18时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
fg段:没有光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。
bf段:制造有机物的时间段。
ce段:积累有机物的时间段。
一昼夜有机物的积累量=S1-(S2+S3)。
(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积。)
②密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线
(注意:分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时,应分析曲线变化趋势的快慢,也就是斜率。)
AB段:无光照,植物只进行细胞呼吸。
BC段:温度降低,细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。
CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度小于细胞呼吸强度。
D点:随光照增强,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
DH段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度等于细胞呼吸作用强度。
HI段:光照继续减弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止。
I点低于A点:一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用大于细胞呼吸,植物能正常生长(若I点高于A点,植物不能正常生长)。
3.正确辨析