为探究马尾松对干旱和遮荫胁迫的生理响应规律和适应机制,以2年生马尾松幼苗为研究对象,设置对照(CK)、模拟干旱(DR)、遮荫(LL)以及干旱与遮荫的交互处理(DRLL)4种环境,研究干旱和遮荫对马尾松幼苗光合生理特性的影响,据表回答下列问题:
指标 | CK | DR | IL | DRLL |
净光合速率(µmolm-2s-1) | 14.28 | 9.26 | 8.56 | 5.25 |
气孔导度(mmolm-2s-1) | 0.36 | 0.09 | 0.18 | 0.05 |
细胞间隙CO2浓度(µmolm-2s-1) | 307.79 | 212.09 | 307.43 | 213.77 |
蒸腾速率(mmolm-2s-1) | 3.97 | 1.51 | 2.38 | 0.90 |
水分利用效率(µmolm/mmol) | 3.75 | 6.29 | 3.63 | 6.03 |
气孔限制值(%) | 0.21 | 0.47 | 0.22 | 0.46 |
表1:干旱和遮荫处理下马尾松幼苗气体交换参数的差异
指标(mg) | CK | DR | LL | DRLL |
叶绿素a | 0.76 | 0.82 | 1.16 | 1.09 |
叶绿素b | 0.26 | 0.28 | 0.45 | 0.42 |
类胡萝卜素 | 0.17 | 0.17 | 0.24 | 0.24 |
总叶绿素 | 1.02 | 1.10 | 2.57 | 1.51 |
叶绿素a/b | 2.87 | 2.97 | 2.57 | 2.59 |
类胡萝卜素总叶绿素 | 0.17 | 0.16 | 0.15 | 0.16 |
表2:干旱和遮荫处理下马尾松幼苗光合色素含量的差异
(1)由表1可知,干旱和遮荫对马尾松幼苗的气体交换参数呈现不同程度的影响。与对照组相比,干旱处理下植株的净光合速率、蒸腾速率、________和细胞间隙CO2浓度均显著减小,水分利用效率和___________显著增大。由表2可知,在___________处理下,光合色素含量增加最显著。
(2)在干旱与遮荫的交互处理下,马尾松幼苗的净光合速率受到了更强的__________,说明遮荫未能缓解干旱对植株的负面影响。光合色素含量显著增加,但其增加程度____________遮荫单一处理组。
(3)在干旱处理下,马尾松可以通过牺牲针叶长度和减小叶面积、降低气孔导度来适应干旱环境,原因是_______________________。在遮荫处理下,马尾松可以通过________________针叶长度、叶面积和光合色素含量来响应遮荫环境。
高三生物综合题中等难度题
为探究马尾松对干旱和遮荫胁迫的生理响应规律和适应机制,以2年生马尾松幼苗为研究对象,设置对照(CK)、模拟干旱(DR)、遮荫(LL)以及干旱与遮荫的交互处理(DRLL)4种环境,研究干旱和遮荫对马尾松幼苗光合生理特性的影响,据表回答下列问题:
指标 | CK | DR | IL | DRLL |
净光合速率(µmolm-2s-1) | 14.28 | 9.26 | 8.56 | 5.25 |
气孔导度(mmolm-2s-1) | 0.36 | 0.09 | 0.18 | 0.05 |
细胞间隙CO2浓度(µmolm-2s-1) | 307.79 | 212.09 | 307.43 | 213.77 |
蒸腾速率(mmolm-2s-1) | 3.97 | 1.51 | 2.38 | 0.90 |
水分利用效率(µmolm/mmol) | 3.75 | 6.29 | 3.63 | 6.03 |
气孔限制值(%) | 0.21 | 0.47 | 0.22 | 0.46 |
表1:干旱和遮荫处理下马尾松幼苗气体交换参数的差异
指标(mg) | CK | DR | LL | DRLL |
叶绿素a | 0.76 | 0.82 | 1.16 | 1.09 |
叶绿素b | 0.26 | 0.28 | 0.45 | 0.42 |
类胡萝卜素 | 0.17 | 0.17 | 0.24 | 0.24 |
总叶绿素 | 1.02 | 1.10 | 2.57 | 1.51 |
叶绿素a/b | 2.87 | 2.97 | 2.57 | 2.59 |
类胡萝卜素总叶绿素 | 0.17 | 0.16 | 0.15 | 0.16 |
表2:干旱和遮荫处理下马尾松幼苗光合色素含量的差异
(1)由表1可知,干旱和遮荫对马尾松幼苗的气体交换参数呈现不同程度的影响。与对照组相比,干旱处理下植株的净光合速率、蒸腾速率、________和细胞间隙CO2浓度均显著减小,水分利用效率和___________显著增大。由表2可知,在___________处理下,光合色素含量增加最显著。
(2)在干旱与遮荫的交互处理下,马尾松幼苗的净光合速率受到了更强的__________,说明遮荫未能缓解干旱对植株的负面影响。光合色素含量显著增加,但其增加程度____________遮荫单一处理组。
(3)在干旱处理下,马尾松可以通过牺牲针叶长度和减小叶面积、降低气孔导度来适应干旱环境,原因是_______________________。在遮荫处理下,马尾松可以通过________________针叶长度、叶面积和光合色素含量来响应遮荫环境。
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逆境胁迫就是给植物施加有害影响的环境因子,研究植物在逆境条件下的生理生化变化及其机制。下列图表就是在适宜温度条件下,研究光强度、CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,结果如下:
请回答下列问题:
(1)分析表格数据可知,干旱胁迫降低净光合速率的原因是 ;CO2浓度倍增不仅能提高净光合速率,还能通过提高 来增强抗旱能力。
(2)从光合作用的物质基础来看,干旱胁迫可能导致叶肉细胞中 物质的含量减少,使光反应减弱,直接影响卡尔文循环中 反应的速率。
(3)由上图表可知,当A组净光合速率为12μmol CO2·m-2·s-1时,限制光合作用的环境因素有 ,A、B实验的自变量是 ,A、C实验的自变量是 。
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逆境胁迫就是给植物施加有害影响的环境因子,研究植物在逆境条件下的生理生化变化及其机制。下列图表就是在适宜温度条件下,研究光强度、CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,结果如下:
请回答下列问题:
(1)分析表格数据可知,干旱胁迫降低净光合速率的原因是 ;CO2浓度倍增不仅能提高净光合速率,还能通过提高 来增强抗旱能力。
(2)从光合作用的物质基础来看,干旱胁迫可能导致叶肉细胞中 物质的含量减少,使光反应减弱,直接影响卡尔文循环中 反应的速率。
(3)由上图表可知,当A组净光合速率为12μmol CO2·m-2·s-1时,限制光合作用的环境因素有 ,A、B实验的自变量是 ,A、C实验的自变量是 。
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逆境胁迫就是给植物施加有害影响的环境因子,研究植物在逆境条件下的生理生化变化及其机制。下列图表就是在适宜温度条件下,研究光强度、CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,结果如下:
请回答下列问题:
(1)由上图可知,在Q点,黄瓜幼苗细胞产生还原剂氢的部位有 。
(2)分析表格数据可知,干旱胁迫降低净光合速率的原因是 ;CO2浓度倍增不仅能提高净光合速率,还能通过提高 来增强抗旱能力。
(3)从光合作用的物质基础来看,干旱胁迫可能导致叶肉细胞中 物质的含量减少,使光反应减弱,直接影响卡尔文循环中 反应的速率。
(4)由上图表可知,当A组净光合速率为12μmol CO2·m-2·s-1时,限制光合作用的环境因素有 ,A、B实验的自变量是 ,A、C实验的自变量是 。
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研究表明,随着干旱胁迫的加剧,烟草光合作用的强度明显降低。某研究小组设置对照、轻度干旱和重度干旱三个处理水平,分别对烟草的光合生理特性进行研究。实验结果如下图所示。其中,净光合速率(umolCO2/(m2·s))是指真正光合速率减去呼吸速率;胞间CO2浓度(umolCO2/mol)是指叶片细胞间的CO2浓度;气孔导度[mol H2O/(m2·s)是指叶片气孔张开的程度。回答下列问题。
(1)不同干旱胁迫下,烟草叶片的气孔导度均呈现不同程度的下降,可能是烟草植物体内________含量增加所起到的调节作用所致。
(2)图示表明:干旱胁迫条件下,烟草的净光合速率虽有不同程度的下降,但仍能维持一定的光合作用水平。此时叶肉细胞叶绿体中生成的ATP主要用于_________。若将该植物突然给予遮光处理,则RuBP的含量将下降,原因是__________。
(3)从本实验看,干旱胁迫下烟草胞间CO2浓度和净光合速率呈现________(填“正”或“负”)相关。研究者认为可能的原因有:①水分亏缺导致________破坏,从而直接影响光反应;②干旱胁迫导致将CO2还原为__________的酶活性减弱;③光合产物的输出变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了CO2的吸收利用。
(4)另有研究显示,干旱胁迫下植物叶片净光合速率和胞间CO2浓度均呈现下降趋势,这种相关性说明该植物光合速率的降低可能原因是_________引起的胞间CO2浓度降低的结果。浇水可解除干旱胁迫,请用文字和箭头形式说明给烟草浇H218O形成C6H1218O6的过程中氧原子的转移途径:__________。
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对常春藤1年生幼苗进行控光试验,其对光的生理响应和生理生态适应性研究的部分数据见下表(叶绿素质量分数为单位叶片鲜重中叶绿素的含量)。
处理 | 净光合 速率 | 呼吸 速率 | 叶绿素A质量分数 | 叶绿素B质量分数 |
(μmol/m2s) | (mg/g) | |||
全光照(Ck) | 4.6 | 1.5 | 0.82 | 0.38 |
全光照的68%-75%(S1) | 2.2 | 1.4 | 1.22 | 0.57 |
全光照的40%-49%(S2) | 1.2 | 1.3 | 1.20 | 0.59 |
全光照的10%-21%(S3) | 3.4 | 0.9 | 2.10 | 0.85 |
(1)本实验对照组的光合速率是________μmol/m2s,它的净光合速率最大,其主要原因是__________。
(2)与S1相比,S2条件下,常春藤积累的有机物的量________,主要原因是光反应提供的________(填中文名称)的量减少,光合速率下降。
(3)S3条件下,常春藤积累的有机物较S2多,可能原因是__________,其生物学意义在于____________。
(4)与Ck比较,S3的呼吸速率减小,其可能原因是______________。
(5)叶绿体色素是光合作用中光能的“捕获器”,下列选项正确的是( )(多选)
A.四种叶绿体色素都能吸收传递转化光能
B.捕获光能的色素中含量最多的是叶绿素B
C.叶绿体色素具有选择吸收光谱的特性
D.一般情况下,绿色植物中叶绿素含量较类胡萝卜素多
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为探究CO2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合作用生理特性的影响,研究者
采用人工气候室和控水实验,模拟CO2浓度倍增和干旱胁迫的条件进行试验。实验结果如下:
请根据实验结果回答下列问题:
(1)在干旱胁迫条件下,真正光合速率降低的主要原因是 ;当干旱胁迫发生时,C02浓度倍增能提高 。
(2)依据表格中的实验数据,不能判断在B组实验条件下,该组植物能积累有机物。其理由是 。
(3)在干旱胁迫条件下,植物细胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高。对此,有两种不同观点。观点一:光合产物的输出变慢,导致细胞内光合产物积累,最后阻碍了C02的吸收和利用;观点二:细胞内水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,从而直接影响光反应,而且不能恢复。
某高中学校生物研究性学习小组的同学,欲利用学校条件设计实验,探究以上哪种观点是成立的。其实验设计的基本思路是:①将培养在 条件下的植物幼苗分为两组;②对其中对照组植物幼苗的处理应是____,而对实验组植物幼苗的处理应是____ 。最后通过分析实验结果,即可获得相应的实验结论,进而作出判断。
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为探究CO2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的影响,研究者在适宜温度等条件下采用人工气候室和控水实验模拟CO2浓度倍增和干旱胁迫,实验结果如下:
根据实验结果回答下列问题:
(1)在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是__________________,进而影响卡尔文循环中的__________速率;在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增能使光饱和点____________(“增大”或“减小”)。光照强度大于Q点时,限制B组光合作用的环境因素主要有_____________________。
(2)有实验结果可知,在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增减缓了苜蓿叶片气孔开度的_______;干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少,使光反应减弱,供给暗反应的___________减少,从而使光合作用过程减弱。
(3)实验结果表明,当干旱胁迫发生时,CO2浓度倍增不仅能提高____________,还能通过提高_________缓解干旱胁迫对苜蓿的伤害,增强抗旱能力。
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为探究干旱胁迫和浓度倍增对紫花苜蓿光合作用生理特性的影响,研究者模拟干旱胁迫和浓度倍增的条件下进行实验,实验结果如下。请分析实验回答下列问题:
(1)上述实验设计的基本思路:①首选将培养在干旱条件下的植物幼苗分为两组;②对其中的对照组植物幼苗的处理是 ,对实验组植物幼苗的处理应是 。最后通过实验分析结果做出判断。
(2)在干旱胁迫条件下,真正光合速率会 ,原因主要是 ;从表中可以得出,当干旱胁迫发生时,浓度倍增能提高 。
(3)依据表格中的实验数据, (填“能”或“不能”)判断在B组实验条件下,该组植株能积累有机物,其理由是 。
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为探究CO2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的影响,研究者在适宜温度等条件下采用人工气候室和控水实验模拟CO2浓度倍增和干旱胁迫,实验结果如下:
组 别 | 处理 (光照强度为Q) | 净光合速率 (μmolCO2 .m2.s-1) | 相对气孔 开度(%) | 水分利 用效率 | |
A | 对照 | 大气 CO2浓度 | 27.05 | 50 | 1.78 |
B | 干旱 | 22.55 | 35 | 1.87 | |
C | 对照 | CO2浓度倍增 | 31.65 | 40 | 2.45 |
D | 干旱 | 23.95 | 30 | 2.55 | |
根据实验结果回答下列问题:
(1)在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是__________________,进而影响卡尔文循环中的_______速率;在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增能使光饱和点_____(“增大”或“减小”)。光照强度大于Q点时,限制B组光合作用的环境因素主要有_____________________。
(2)由实验结果可知,在干旱胁迫条件下CO2浓度倍增减缓苜蓿叶片气孔开度的_____;干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少,使光反应减弱,供给暗反应的________减少,从而使光合作用过程减弱。
(3)实验结果表明,当干旱胁迫发生时,CO2浓度倍增不仅能提高____________,还能通过提高_________缓解干旱胁迫对苜蓿的伤害,增强抗旱能力。
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