内容正文:
社会责任(一) 光合作用原理在农业生产中的利用
[素养必备]
提高大棚内农作物产量的途径
途径
具体方法和注意事项
延长光照时间
夜间适当补充光照:最好选择日光灯,时间不能太长,保证经济效益
增大光合面积
合理密植:要适度,避免相互遮光造成减产
间作、套种:要选择合适的两种作物,减少竞争导致的减产
提高光合作用强度
提高CO2浓度:如适当通风、焚烧秸秆、施用农家肥
合理施肥:如农家肥和化肥配合使用,还要避免施肥过度造成“烧苗”
提高净光合作用速率
适当增大昼夜温差:白天适当升温,夜间适当降温,增加有机物的积累量
[素养训练]
1.科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成图。下列相关说法错误的是( )
A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
解析:B [早晨太阳出来后光照强度不断增大,使得露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升,A项正确;大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降,而露天栽培的油桃在mn段Pn下降,是因为环境温度过高导致气孔关闭,不能吸收CO2,B项错误;15时以后,两种栽培条件下的光合速率持续下降,是光照强度逐渐减弱所致,C项正确;适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭,增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施,D项正确。]
2.(不定项)如图,甲、乙分别表示一天内某丛林水分的失与得(A、B)和CO2的吸收与释放(m、N、L)的变化情况(S代表面积)。请据图分析,下列说法错误的是( )
A.若SB-SA>0,则多余的水分用于光合作用等生理过程
B.若SB-SA>0,且Sm-SN-SL>0,则丛林中树木的净光合作用量小于0
C.从暗反应的角度考虑,若在一昼夜内SN+SL<Sm,植物就能正常生长
D.若SB-SA<0,仅从环境推测,当日气温可能偏高或土壤溶液浓度偏低
解析:BD [分析题图可知,SB是植物细胞吸收的水分,SA是植物通过蒸腾作用散失的水分,SB-SA>0,多余的水分用于光合作用等生理过程,A正确;SB-SA>0,代表植物细胞吸收的水分大于蒸腾作用散失的水分,Sm-SN-SL>0,代表有机物的积累量大于0,B错误;若在一昼夜内SN+SL<Sm,说明有机物的积累量大于0,该植物能正常生长,C正确;SB-SA<0,代表植物细胞吸收的水分小于蒸腾作用散失的水分,从环境推测,可能的原因是当日气温可能偏高,蒸腾作用强,或者土壤溶液浓度高,细胞不能吸水,甚至失水,D错误。]
3.(2024·潍坊期末)科研人员分别在25 ℃和42 ℃培养条件下(其他条件适宜)测得某植物的部分数据如图所示。已知该植物生长的适宜温度条件是25~35 ℃。请回答相关问题。
(1)图中甲组代表 ℃下测得的结果,作出该判断的理由是________
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(2)某兴趣小组测定了25 ℃~42 ℃范围内该植物的净光合速率,发现30 ℃时净光合速率最大,则30 ℃ (填“是”“不是”或“不一定是”)光合作用的最适温度,原因是________________________________________________________________________
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(3)若将培养温度由25 ℃快速提升至42 ℃时,据图分析,该植物叶肉细胞间隙CO2浓度明显 (填“上升”或“下降”),这一变化的主要原因是
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解析:(1)植物的生长速度决定于净光合速率。甲组净光合速率大于乙组,说明甲组植物生长的温度条件适宜。
(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,30 ℃时净光合速率最大,但没有测定相应温度下的呼吸速率,因此不能确定总光合速率。
(3)从题中坐标图看出,42 ℃时,植物的净光合速率降低,叶肉细胞对CO2的利用速率降低。
答案:(1)25 此温度属于该植物适宜生长的温度,与42 ℃相比,净光合速率大 (2)不一定是 没有测定相应温度下的呼吸速率,无法确定实际光合速率
(3)上升 净光合速率减弱,叶肉细胞对CO2的利用速率降低
4.在自然光照下,有些植物的光合速率并不能达到最大值,需要进行适当的遮光处理。某科研人员为了探究适合某种草莓种植的遮光程度,进行了相关实验,结果如图所示。回答下列相关问题。
(1)草莓的种类属于该实验的 变量,该科研人员在选择该种草莓植株时,应考虑的因素有
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(2)不遮光组与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比,植株干重较小,试分析原因:_______________
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(3)若遮光程度大于Ⅱ时,植株干重会逐渐降低,则可以确定最适宜遮光程度的范围为 ,据上所述,若要得到最适遮光程度应如何继续实验?
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(4)将实验所用草莓置于无光、30 ℃的环境中,测得草莓植株释放CO2的速率为8 mg/h,而置于适宜遮光程度、30 ℃的环境中,测得草莓植株吸收CO2的速率为36 mg/h。假设光合作用产生的有机物为葡萄糖,呼吸作用消牦的有机物也是葡萄糖。据此可以判断该草莓植株在适宜遮光程度、30 ℃的环境中光合作用每小时产生的葡萄糖为 mg。
解析:(1)该实验的目的是探究适合某种草莓种植的遮光程度,自变量是光照强度或遮光程度,如草莓的种类等对实验结果有影响的因素均属于无关变量。无关变量应保持一致,所以该实验选择的该种草莓植株生长状况和大小等无关变量要相同。(2)对于草莓而言,与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比,不遮光时的光照强度过强,导致叶面温度过高,蒸腾作用增大,引起部分气孔关闭,植株从外界吸收的CO2减少,致使光合速率降低,所以植株干重较小。(3)若遮光程度大于Ⅱ时,植株干重会逐渐降低,说明最适宜遮光程度在Ⅰ~Ⅱ范围内。在确定最适宜遮光程度范围(Ⅰ~Ⅱ)的前提下,要得到最适遮光程度,应在遮光度Ⅰ~Ⅱ之间增加若干组实验。(4)无光、30 ℃的环境中,该草莓植株释放CO2的速率表示呼吸速率,为8 mg/h;置于适宜遮光程度、30 ℃的环境中,该草莓植株吸收CO2的速率为36 mg/h,该数值表示净光合速率。依据“净光合速率=实际光合速率-呼吸速率”可知,该草莓植株的实际光合速率即固定CO2的速率为44 mg/h,折算成葡萄糖为30 mg/h。
答案:(1)无关 生长状况和大小等无关变量要相同
(2)光照过强,导致叶面温度过高,蒸腾作用增大,引起部分气孔关闭,植株从外界吸收的CO2减少,致使光合速率降低 (3)Ⅰ~Ⅱ 在遮光度Ⅰ~Ⅱ之间增加若干组实验 (4)30
5.为了探究外源生长素对杨树抗旱性的影响,研究人员利用盆栽欧美杨幼苗进行相关实验,结果如图所示。请分析回答问题。
(1)光合作用过程中,消耗水的场所是 。实验结果显示:正常浇水条件下(土壤含水量为50%),外源生长素处理对欧美杨幼苗的光合速率影响________________________________________________________________________
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干旱条件下,两组欧美杨的光合速率均下降,但生长素处理能_______________________。
(2)为探究外源生长素影响欧美杨幼苗光合速率的机理,科研人员测定了不同状况下的叶绿素相对含量,结果如图。据此分析,外源生长素通过 ,而促进光合作用的 阶段。
(3)研究人员进一步测得干旱条件下,外源生长素会使欧美杨叶片气孔密度下降10%左右。说明外源生长素能 气孔的发育,减少了水分散失,从而提高欧美杨的耐旱性。
解析:(1)光合作用过程中,光反应进行水的光解,产生NADPH和ATP,其场所是叶绿体类囊体的薄膜。据题图分析,正常浇水条件下(土壤含水量为50%),IAA处理组与无激素组两条曲线差异不大,说明外源生长素处理对欧美杨幼苗的光合速率影响不明显。干旱条件下,两组欧美杨的光合速率均下降,但与无激素处理组相比,IAA处理组下降得更慢,说明干旱条件下,生长素处理组能减缓光合速率的下降。
(2)与无激素处理组相比,IAA处理组的叶绿素含量有所增加,说明外源生长素通过提高叶绿素的含量,促进光合作用的光反应阶段,从而提高光合作用速率。
(3)干旱条件下,外源生长素会使欧美杨叶片气孔密度下降,说明外源生长素能抑制气孔的发育,减少了水分散失,从而提高欧美杨的耐旱性。
答案:(1)叶绿体类囊体的薄膜 不明显 减缓光合速率的下降 (2)提高叶绿素含量 光反应 (3)抑制
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