某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况,设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图A所示)。
(1)将该装置放在自然环境下,测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化,得到如图B所示曲线,那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是_____________;装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的______时。
(2)在实验过程中某段光照时间内,记录液滴的移动,获得以下数据:
每隔20分钟记录一次刻度数据 |
|||||
…… |
24 |
29 |
32 |
34 |
…… |
该组实验数据是在B曲线的____________段获得的。
(3)e与f相比,e点时刻C3的合成速率 ,提高A装置中的CO2缓冲液的浓度,则B图中的c如何移动_______(左移/右移)。
(4)如果要测定该植物真正光合作用的速率,该如何设置对照实验?对照实验:___________
_________________________________________________。
下图为自然界氮循环示意图。据图回答: (每空3分,共30分)
图2—2—1
(1)①②③依次代表:、、。
(2)生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程。自然界中有两类固氮微生物,分别是:
,如根瘤菌; ,如圆褐固氮菌。
(3)固氮微生物的固氮过程是在细胞内的催化作用下进行的。
(4)土壤中获得氮素的两条主要途径:一是 ,二是 。
(5)氮是催化光合作用过程中各种酶以及和的重要组成成分。
全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%,绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌,能将大气中的游离态的氮,经过固氮酶的作用生成氮的化合物,以利于植物的利用,而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。(每空3分,共20分)
(1)根瘤菌和豆科植物的关系在生物学上称为。
(2)根瘤菌之所以能进行固氮作用,是因为它有独特的固氮酶,而根本原因是它有独特的。
(3)日本科学家把固氮基因转移至水稻根系微生物中,通过指导合成固氮所需的,进而起到固氮作用,从而降低了水稻的需氮量,减少了氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中,建立“植物的小化肥厂”,让植物本身直接固氮,这样就可以免施氮肥。如果这样的重组能够实现的话,那么固氮基因最终实现表达的途径是。
(4)这种生物固氮和工业固氮比较,它是在、条件下进行的,从而节省了大量的。
一个研究人员将三种不同的植物放在10种不同的光照强度(光照强度从0到全日光照射)下培养几天。培养条件为正常空气,温度为32℃,所有植物都不缺水,这三种植物是:一种适应在强光下生长的C3植物(阳生植物);一种适应在弱光下生长的C3植物(阴生植物);一种适应在强光下生长的C4植物。研究人员测定了每种植物叶片的光合速率,结果如图2—1—5。问: A
B
C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
图2—1—5
(1)从曲线B可以看到,光照强度与光合速率的关系为
。图中cd段主要是受光合作用(光、暗)反应的限制。
(2)上述三种植物中,一种植物的部分细胞内叶绿体不具有基粒,该植物应为(用图中字母表示);另一种植物叶片最薄,该植物应为(用图中字母表示)。
(3)在60%全日照光强照射下,通过增加光照强度可以提高(用图中字母表示)植物叶片的光合速率。
(4)除光照强度和CO2等因素外,光合速率还受多种矿质元素的影响。例如,氮是光合作用过程中各种酶以及和的重要组成成分。农田中氮素的主要来源:一是;二是。
下图示C4植物光合作用过程,请分析回答:
图2—1—1
(1)当CO2进入叶肉细胞的叶绿体中,首先被固定形成 。
(2)当C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中,释放,被C5固定形成。
(3)C3在NADPH、ATP和酶的作用下被成(CH2O)和。
(4)图示C4植物光合作用的的过程。
(5)C4植物与C3植物光合作用过程不同之处是C4植物,其叶片的结构特点是
。
回答有关光合作用的问题。
图4表示当影响光合作用因素X、Y和Z变化时,光合作用合成量和光强度的关系。
1 X1 Z1
X2 Y1 Y2 Y3 Z2
X3 Z3
图4光合作用合成量和光强度的关系
(1)图中X1、X2、X3的差异是由于 影响光合作用的 所导致。要提高大棚作物的光合作用合成量,由X3增加为X1,最常采取的简便而有效的措施是 。(2)图中Y1、Y2、Y3的差异是由于 影响了光合作用的 所致。
(3)图中Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中 反应的不同,如果Z因素代表植物生长发育期,则代表幼苗期、营养生长和花蕾开花期的曲线依次是 。