某生物小组利用图1所示装置在光合作用最适温度下培养某植株幼苗,并不断地改变光照强度,通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O2释放速率来测量植株的净光合速率,结果如图2所示。据图回答下列问题:
(1)为保证图1装置内的植株持续顺利地进行光合作用,可在装置内添加_____________溶液维持CO2的浓度。若不添加该溶液,在初始有限的CO2浓度下,适宜光照一段时间,植株的O2释放速率的变化趋势是_____________。
(2)分析图2曲线,该植株的细胞呼吸速率是_________mmol/h,最大真光合速率为__________mmol/h。
(3)该实验中,给予植株光照的时间总长为_____________h。光照强度维持不变的时间段包括_____________(用图中字母表示)。
(4)图2中曲线FG段下降,试分析引起这种变化的最可能的原因__________________________。
答案:
二氧化碳缓冲(碳酸氢钠) 逐渐减小直至降为0 2 7 14 AB和CD 装置内CO2的浓度降低和光强减弱直至为0
【解析】
光合作用分为两个阶段进行,在这两个阶段中,第一阶段是直接需要光的称为光反应,第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行,光反应的场所位于类囊体膜,暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应,光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。
(1)二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠溶液可以维持CO2的浓度。适宜温度,初始有限的CO2浓度下,适宜光照下,光合速率大于呼吸速率,会导致密闭容器内CO2的浓度降低,从而减弱净光合速率。
(2)分析图2,呼吸速率为曲线最低点,即14时对应的2mmol/h,最大真光合速率为最大净光合速率加上呼吸作用速率,即5+2=7mmol/h。
(3)实验中,光照时间为净光合速率小于呼吸速率的时间段,即A到G,时间总长为14h。实验早期,密闭容器内二氧化碳充足,光照强度维持不变的时间段,净光合速率不变,即AB和CD段。
(4)EF段,净光合速率不再上升,最大的可能是受密闭装置内CO2浓度的限制,而之后的曲线下降,也很可能是因为CO2浓度降低导致净光合速率,但净光合最终降为负值也有光强减弱直至为0的原因。