13.2限制因素调查

一组学生想要研究光强对光合作用的影响。他们遵循的程序如下:

1. 用隔离介质制备叶绿体悬浮液。
2. 在20°C的水浴中放置一系列试管。
3. 为了控制或参考，设置以下管道:
   
   • 管X= 5厘米^3.DCPIP + 0.5 cm^3.水+ 0.5 cm^3.液体隔离介质
   • 管Y= 5厘米^3.DCPIP + 0.5 cm^3.水+ 0.5 cm^3.用铝箔包裹的叶绿体悬浮液
   • 管Z= 5.5厘米^3.水+ 0.5 cm^3.叶绿体悬挂
4. 设置另一组5厘米长的管子^3.DCPIP + 0.5 cm^3.水。
5. 拿一个第二系列的管子，把它放在离灯5厘米远的地方。增加0.5厘米^3.叶绿体悬浮液，启动计时器。
6. 时间DCPIP变成无色需要多长时间。
7. 在距离灯不同的地方重复步骤6-7，例如10厘米，15厘米，20厘米，25厘米，30厘米

重要的是，步骤1中使用的分离介质与菠菜细胞的溶质浓度相同。

解释一下为什么会这样。

(2分)

从a)部分描述的调查中，解释以下目的:

管X．

马克[1]

管Y．

马克[1]

管Z．

马克[1]

a)部分的调查结果如图2.1所示。

图2.1

解释图2.1所示的结果。

(三是)

一些除草剂含有氢氧化铵，这种化学物质在光合作用中与DCPIP的作用方式类似。一位农民想在他们的农田里使用氢氧化铵除草剂，但一位科学家建议他们选择另一种类型的除草剂。

一个学生研究了改变光波长对光合作用速率的影响。他们设置了4个装有碳酸氢钠溶液的烧杯，每个烧杯装有20个菠菜叶盘，每个烧杯都放在一盏有不同颜色灯泡的灯下。他们测量了50%的叶盘上升到烧杯表面所需的时间;这个时间记为ET₅₀．该学生的成绩见表3.1。

表3.1

解释为什么碳酸氢钠(NaHCO_3.)溶液用于a)部分描述的实验。

解释表3.1所示的结果。

(5分)

这名学生认为，光合作用相对较低的速率可能是由于光主要被叶绿素b和胡萝卜素等色素吸收，这些色素被称为辅助色素。

描述辅助色素在依赖光的反应中的作用。

(2分)

一组科学家对温度和光强对光合作用的影响进行了研究。研究结果如图4.1所示。

图4.1

说明标记点之间的限制因素一个而且B如图4.1所示。

马克[1]

解释你对第一部分的答案。

马克[1]

图4.1描述增加光强对光合作用速率的影响。

(三是)

解释图4.1中温度升高30°C以上对光合作用速率的影响。

(三是)

图4.1所示的研究使用二氧化碳吸收作为光合作用速率的衡量标准。

请解释为什么二氧化碳的吸收并不能真实地衡量光合作用的速率。

(2分)

一组科学家使用放射性碳在光照和黑暗条件下研究卡尔文循环。一棵植物的多片叶子被封闭在一个装有放射性二氧化碳的密封袋子里，时间长短不一。然后将叶子取出并分析放射性化合物。结果如图5.1所示。

图5.1

描述在图5.1中，当植物暴露在光照下时，放射性标记的二氧化碳是如何固定在植物叶片内的。

(三是)

解释图5.1中植物移至黑暗处的结果。

(4分)

在高温下，参与为植物固定碳的酶逐渐与氧气结合，而不是二氧化碳，这一反应被称为光呼吸。光呼吸反应的简化版本可以在图5.2中看到。

图5.2

光呼吸作用降低光合作用的效率。

请使用图5.2来说明为什么会出现这种情况。

(2分)

许多科学家对寻找改善固定碳的酶的作用的方法感兴趣，以降低它进行光呼吸的速率。

建议如何改进这种酶的作用。

解释限制因素这个术语的含义而且解释如何利用限制因素的知识来提高温室作物的产量。

描述你将如何使用氧化还原指示器(如DCPIP)来研究光的波长对植物光合作用速率的影响。

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