研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养 10 天后(图 a ),测定相关指标(图 b ),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1) 结果显示,与 A 组相比, C 组叶片叶绿素含量 ,原因可能是 。
(2) 比较图 b 中 B1 与 A 组指标的差异,并结合 B2 相关数据,推测 B 组的玉米植株可能会积累更多的 ,因而生长更快。
(3) 某兴趣小组基于上述 B 组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗 90 株。
实验方法:按图 a 所示的条件,分 A 、 B 、 C 三组培养玉米幼苗,每组 30 株;其中以 为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是 。
(1) 高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2) 糖类等有机物
(3) 光照条件 A 组、 C 组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【分析】分析题图 a 可知, A 组未遮阴, B 组植株一半遮阴( 50% 遮阴), C 株全遮阴( 100% 遮阴)。
【详解】( 1 )分析题图 b 结果可知,培养 10 天后, A 组叶绿素含量为 4.2 , C 组叶绿素含量为 4.7 ,原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素,以尽可能地吸收光能。
( 2 )比较图 b 中 B1 叶绿素含量为 5.3 , B2 组的叶绿素含量为 3.9 , A 组叶绿素含量为 4.2 ; B1 净光合速率为 20.5 , B2 组的净光合速率为 7.0 , A 组净光合速率为 11.8 ,可推测 B 组的玉米植株总叶绿素含量为( 5.3+3.9 ) ÷2=4.6 ,净光合速率为( 20.5+7.0 ) /2=13.75 ,两项数据 B 组均高于 A 组,推测 B 组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更快。
( 3 )分析题意可知,该实验目的是探究 B 组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等,无关变量应保持相同且适宜,故实验设计如下:实验材料:选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗 90 株。实验方法:按图 a 所示条件,分为 A 、 B 、 C 三组培养玉米幼苗,每组 30 株;其中以 A 组、 C 组为对照,并保证除遮光条件外其他环境条件一致,收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果 B 组遮光条件下能提高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
(1)光合作用过程图:
氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
(2)玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
(3)影响光合作用强度的条件:温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
(4)光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
项目 | 光反应(准备阶段) | 暗反应(完成阶段) |
场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 | ||
能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
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