Question

12．為研究種植密度較高的玉米田中去葉對(duì)單株和群體產(chǎn)量的影響，研究者選取開花后3天的植株進(jìn)行處理，從頂部去除不同數(shù)量葉片，每隔13天測(cè)定穗位葉的葉綠素含量和光合速率（代表單株產(chǎn)量），同時(shí)在一定面積的樣方中測(cè)定群體光合速率（代表群體產(chǎn)量）．結(jié)果如圖．（備注：穗位葉位于植株中下部，其生長(zhǎng)狀況直接影響玉米籽粒中有機(jī)物的積累量．）

（1）葉綠素分布于葉綠體的基粒（類囊體，囊狀結(jié)構(gòu)薄膜）上，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]將直接參與暗反應(yīng)階段中C₃的還原過程，進(jìn)而形成有機(jī)物．
（2）由圖1可知，去葉13天測(cè)定時(shí)，穗位葉的葉綠素含量隨著去葉程度的增強(qiáng)（去葉數(shù)量的增多）而增大．本實(shí)驗(yàn)中，穗位葉的葉綠素含量始終高于空白對(duì)照組的處理為去除2片葉．
（3）由圖2可知，隨著頂部去除葉片數(shù)量的增加，單株的光合速率持續(xù)增加，原因可能是穗位葉獲得的光照和CO₂更充足．
（4）綜合上述結(jié)果可推測(cè)，種植密度較高的玉米田中適度去除頂部葉片，可使玉米單株光合速率和群體光合速率增長(zhǎng)趨勢(shì)一致（均增長(zhǎng)）．
（5）為確認(rèn)穗位葉的光合產(chǎn)物是否向遮光葉片運(yùn)輸而導(dǎo)致減產(chǎn)，可進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：對(duì)玉米植株頂部2片葉遮光處理；用透明袋包住穗位葉，不影響其正常生長(zhǎng)．實(shí)驗(yàn)時(shí)向包住穗位葉的透明袋中通入¹⁴CO₂（C¹⁸O₂、帶有放射性標(biāo)記的CO₂），其他生長(zhǎng)條件適宜，一段時(shí)間后檢測(cè)頂部2片遮光葉片是否有放射性．

Answer 1

分析 植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時(shí)釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，細(xì)胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進(jìn)行，為細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）葉綠素分布于組成葉綠體基粒的類囊體（或：囊狀結(jié)構(gòu)）薄膜上，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和[H]將直接參與暗反應(yīng)階段中C₃的還原過程，進(jìn)而形成有機(jī)物．
（2）由圖1可知，去葉13天測(cè)定時(shí)，穗位葉的葉綠素含量隨著去葉程度的增強(qiáng)（或：去葉數(shù)量的增多）而增大．本實(shí)驗(yàn)中，穗位葉的葉綠素含量始終高于空白對(duì)照組的處理為去除2片葉．
（3）由圖2可知，隨頂部去除葉片數(shù)量增加，單株的光合速率持續(xù)增加，原因可能是穗位葉獲得的光照和二氧化碳更充足．
（4）根據(jù)題意可知，種植密度較高的玉米田中適度去除頂部葉片，可使玉米單株光合速率和群體光合速率增長(zhǎng)趨勢(shì)一致（均增長(zhǎng)）．
（5）為確認(rèn)穗位葉的光合產(chǎn)物是否向遮光葉片運(yùn)輸而導(dǎo)致減產(chǎn)，可進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：對(duì)玉米植株頂部2片葉遮光處理；用透明袋包住穗位葉，不影響其正常生長(zhǎng)．實(shí)驗(yàn)時(shí)向包住穗位葉的透明袋中通入帶有放射性標(biāo)記的CO₂，其他生長(zhǎng)條件適宜，一段時(shí)間后檢測(cè)頂部2片遮光葉片是否有放射性．保證頂部2片葉不能進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，如果一段時(shí)間后檢測(cè)頂部2片遮光葉片有放射性，說明穗位葉的光合產(chǎn)物會(huì)向遮光葉片運(yùn)輸，從而導(dǎo)致減產(chǎn)；如果沒有放射性，則相反．
故答案為：
（1）基粒（類囊體，囊狀結(jié)構(gòu)薄膜）   C₃的還原 
（2）去葉程度的增強(qiáng)（去葉數(shù)量的增多）     去除2片葉
（3）光照和CO₂
（4）增長(zhǎng)趨勢(shì)一致（均增長(zhǎng)）
（5）¹⁴CO₂（C¹⁸O₂、帶有放射性標(biāo)記的CO₂）   頂部2片遮光葉片是否有放射性

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)；具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理．