Question

药用植物黄连(Coptis chinesis)是重庆石柱黄水的地道药材，为国家三级濒危保护植物。K是高等植物必需的矿质元素，是多种酶的活化剂。某生物实验小组为了研究钾肥用量对黄连光合作用的影响，小组成员将数量相同的黄连种子播种在4组花盆中（每组5盆），除对照组CG外。G1、 G2、G3组分别施用0.1g. 0.4g. 0.7g钾肥。其他条件相同且适宜。一段时间后，对四组幼苗（已有绿叶）分别进行实验，实验装置和所得实验数据绘制成的曲线如图20所示。假设同一组黄连细胞呼吸速率不变，请回答下列问题：

（1）图甲中有色液滴单位时间移动的距离反映的是该幼苗_______________和__________的差值，即净光合作用速率。

（2）为了确定钾元素对光合作用影响的内在原因，实验者通过纸层析法分离色素后，测得实验组中第三条色素带（从上自下）均明显宽于CG组，由题干信息推测其最可能的原因是_____________

（3）当测定图乙中A点数据时。图甲装置的处理方式为___________________，若同一组不同花盆中的黄连株数不同，对于图乙中_______________点无影响。

（4）若在平均光照强度为140W、光照10小时条件下，G1组处理一昼夜后，液滴向___（填“左”或“右”〕移动的距离是_____________。通过图乙分析，在光照足够强的情况下，随着钾肥使用量的增加，对植物制造有机物的影响是____________________________。

Answer

光合作用产生的O2量 细胞呼吸消耗的O2量 K是叶绿素a合成酶的活化剂 避光（遮光）处理 B 右 1.6cm 在一定范围内，随着钾肥使用量的增加，植物制造的有机物也增加（1分），超过一定范围后，随着钾肥使用量的增加，植物制造的有机物减少

【解析】

本题以题图的形式考察影响植物光合速率的因素，旨在考查考生的实验探究能力与信息获取的能力。

（1）题图中CO2缓冲液能够维持实验过程中CO2浓度的相对稳定，因此有色液滴移动的距离，反映的是植物光合作用产生的O2量与细胞呼吸消耗的O2量的差值，即表示的是净光合作用速率；

（2）纸层析法分离色素的结果是，四条色素带从上自下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，根据题干信息已知“K是多种酶的活化剂”，若测得实验组中第三条色素带（从上自下）均明显宽于CG组，说明实验组的叶绿素a含量明显多于对照组，则其原因是钾元素是叶绿素a合成酶的活化剂；

（3）灯瓦数的大小表示光照强度的高低，图乙中A点光照强度为零，因此当测定图乙中A点数据时，需将图甲装置进行避光处理；图乙中的B点为光补偿点（光合速率与呼吸速率相等时的光照强度），因此若同一组不同花盆中的黄连植株数不同，对于图乙中B点无影响；

（4）在平均光照强度为140W条件下，G1组液滴移动的速率为1.0cm/h（表示净光合速率），在平均光照强度为0W条件下，G1组液滴移动的速率为-0.6cm/h（表示呼吸速率）。若在平均光照强度为140W、光照10小时条件下，G1组处理一昼夜后，液滴的移动距离是1.0cm/h×10h-0.6cmh×14h=l.6cm，液滴右移；图乙显示，钾肥施用量依次为0.1g、0.4g的G1、G2组的净光合速率依次递增且高于CG组，而钾肥施用量为0.7g的G3组的净光合速率低于CG组，这说明：在一定范围内，随着钾肥使用量的增加，植物制造的有机物也增加，超过一定范围后，随着钾肥使用量的增加，植物制造的有机物减少。