(8)非选择题强化练——高考生物学细胞代谢模块巩固训练
1.“塑料垃圾污染”是令世界各国头疼的问题,这是因为塑料制品的主要原料——“PET整料”是一种人工合成的有机高分子化合物,需要数百年时间才能自然降解。最近,科学家发现一种酶,可以有效催化“PET塑料”降解,有望成为治理白色污染的“利器”回答下列问题:
(1)酸和酶都可以催化“PET塑料”降解,但酶的催化效率更高原因是_______,这说明酶具有高效性,酶还具有_______等特性。
(2)酶促反应速率受温度影响,温度对酶促反应的影响表现在两个方面:一方面是温度升高_____;另一方面随温度的升高___________。酶所表现的最适温度是这两种影响的综合结果。
(3)“酶底物中间复合物学说”认为当酶催化某一化学反应时,酶E首先和底物S结合生成中间复合物ES,然后生成产物P并释放出酶。可表示为S+E=ESP+E。由此可推测,酶促反应速率受______、__________的影响。
(4)“塑料垃圾”的降解大体有化学降解、光降解和生物降解,请结合题干分析“塑料垃圾”为什么需要数百年才能降解?_______。
2.磷酸肌酸(分子式为C4H10N3O5P)主要存在于人体肌肉细胞中,磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下,将其磷酸基团转移到ADP分子并产生ATP分子。请回答下列问题:.
(1)肌肉细胞中,与磷酸肌酸化学元素组成相同的化合物有_______(至少填两个)。
(2)1molATP水解时释放的能量约为30.54kJ,1mol磷酸肌酸水解释放的能量约为43.09kJ。磷酸肌酸是高能磷酸化合物,理由是______________。若AC代表肌酸,P代表磷酸基团,则磷酸肌酸的结构简式最可能是__________(填“AC~P”或“AC-P”)。
(3)运动后,人体肌肉细胞内积累的肌酸可以被ATP磷酸化为磷酸肌酸,该过程中所需ATP可来自于肌肉细胞的___________(填细胞场所)。
(4)磷酸肌酸在人体肌肉细胞含量约17umol/g,在表皮细胞中的含量却为零。请从基因表达的角度,分析出现此现象的原因是________________。
3.下图表示大气中氧的浓度对植物组织产生二氧化碳的影响。
请回答下列问题:
(1)A点表示植物细胞释放的二氧化碳较多,这些二氧化碳是_____的产物。
(2)A到B,二氧化碳的释放量急剧减少,其原因是_____。
(3)B到C,二氧化碳的释放量又不断增加,其原因是_____。
(4)为了有利于储藏蔬菜或水果,储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?_____采取这一措施的理由是_____。
4.图1表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2的实验装置用来探究消过毒的小麦种子在萌发过程中的细胞呼吸方式(假定:葡萄糖为种子细胞呼吸过程中的唯一底物)。请分析回答下列问题:
(1)图1中,物质C、D、E的名称依次是_____、_____、_____。
(2)图2实验装置乙中,KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是_____装置甲清水中放置筒状滤纸的目的是_____。
(3)若实验后,装置乙的墨滴左移,装置甲的墨滴不动,则小麦种子萌发的过程中进行的细胞呼吸方式是_____;若实验后,装置乙的墨滴左移,装置甲的墨滴右移,则小麦种子萌发的过程中细胞呼吸的方式是_____。
(4)为校正装置甲、乙中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置对照装置,对照装置应如何设置?_____。
5.某种鱼能在冬季结冰的冰面下、极度缺氧的环境中生活数月,从而度过漫长的冬季。研究发现,该种鱼的肌细胞中无氧呼吸方式发生了改变,如图所示。已知酒精的凝固点很低,在-80℃条件下也不会结冰。回答下列问题:
(1)②过程的场所是_____,图中能产生[H]的过程有_____(填序号),消耗[H]的过程有_____(填序号)。
(2)与其他细胞相比,该种鱼肌细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是____。
(3)在正常环境条件下,若给该鱼提供18O标记的O2,则其细胞呼吸产物CO2中_____(填“能”或“不能”)测到18O,原因是____。
(4)肌细胞这种无氧呼吸方式有利于该种鱼对环境的适应,体现在____(至少答出两点)。
6.当某品种菠萝蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题:
(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的___________,其释放的能量一部分用于生成___________,另一部分以___________的形式散失。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为___________。
(3)据图推测,菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是___________。
为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程:
①_______________________________________________________;
②分别制作匀浆,取等量匀浆液;
③_______________________________________________________;
④分别在沸水浴中加热;
⑤_______________________________________________________。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,其原因是______________________。
7.水分胁迫是指土壤缺水而明显抑制植物生长的现象。干旱引起的水分胁迫是最常见的,对植物产量的影响较大。研究人员以不同品种的小麦叶片为材料,研究短时水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响,实验结果如图所示。回答下列问题:
(1)短暂水分胁迫时,小麦根细胞吸水能力会______(填“增强”或“减弱”);若将正常状态的小麦叶片细胞置于清水中,细胞体积将稍有增大或基本不变,原因是______。
(2)该实验的自变量为______。由图1可知,不同品种小麦叶片净光合速率与水分胁迫时间的关系为______。据图可判断三个品种中,抗旱能力较弱的是______,理由是______。
(3)综合图1和图2分析,90~150min内影响小麦叶片净光合速率变化的因素不完全是气孔因素,原因是______。
8.胡杨具有维持荒漠区脆弱环境生态平衡的功能,其成树期有披针形叶(A1)、卵圆形叶(A2)和阔卵圆形叶(A3),在模拟干旱环境下测定三种叶片的光合速率与光照强度关系,结果如下图所示。
(1)胡杨叶片中光合色素具有____________等功能,可用____________法进行分离。
(2)当光强小于250μmol·m-2·s-1时,限制三种叶净光合速率的环境因素为____________;当光强为1500μmol·m-2·s-1时,造成三种叶净光合速率差异的内因有____________(答2点),其中____________(选用“A1/A2/A3”作答)叶最能适应极端干旱和强烈光照环境,判断依据是____________。
(3)聚天冬氨酸(PASA)是一种新型的绿色环保型保水剂,利于胡杨幼苗在干旱环境下的成活生长。研究者用胡杨幼苗采取根施的方法做了5组实验,结果如下表所示:
用量(g/株) 光饱和点 (μmol·m-2·s-1) 光补偿点 (μmol·m-2·s-1) 最大净光合速率 (μmol(CO2)·m-2·s-1)
0 1124.88 27.68 17.26
5 1381.50 34.66 18.69
10 2124.85 15.28 22.77
15 1590.39 22.55 21.73
20 1997.37 17.61 21.52
据表数据可知,该保水剂10g/株的根施量是比较合适的,理由是____________。
9.植物在生长过程中常常面临各种逆境,如低温、高温、干旱等,其体内会产生一系列生理变化来适应逆境。请根据所学内容回答下列问题:
(1)低温胁迫下,植物细胞膜的流动性会_____(填“升高”/“降低”),并降低细胞中_____(填“自由水”/“结合水”)的含量,来抵御低温对植物的胁迫。
(2)为研究环境胁迫对植物光合作用的影响,科学家进行了以下实验:选取生长状况相同的某种植物幼苗,平均分为三组,分别标记为A、B、C,并对三组幼苗如下表所示进行处理。处理7天后,测定各组幼苗的气孔导度和净光合速率。
处理组别 处理方法 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(μmol·m-2·s-1)
A组 正常浇水 0.35 12.5
B组 干旱处理 0.12 5
C组 高温环境处理 0.25 8
实验结果如上表所示,该实验结果可以说明:_____,干旱处理7天导致植物光合作用速率明显下降的原因可能是_____。(答出一点即可)
(3)研究发现植物叶片保卫细胞产生的γ-氨基丁酸(GABA)能抑制气孔开放。为进一步探究叶面喷施一定浓度的外源GABA是否能缓解植物的干旱胁迫症状,科研人员设计如下实验,请补充完整实验步骤。
①取________若干,平均分为两组;
②各组的处理方式为_____;
③将各组置于干旱程度相同的环境中继续培养一段时间;
④观察植物的生长情况,并定期测量植物体_________(答出一点即可)等生理指标的变化情况。
10.叶面肥是一种将作物所需养分直接施用于叶面的肥料。光合菌肥是一种含有光合细菌的叶面肥。光合细菌能利用光能作为能量来源,并具有固氮能力。科研人员对果实膨大期的葡萄植株分别进行全株喷施0.3%的尿素和2%的光合菌肥,研究两种叶面肥对葡萄生长的影响,测得的葡萄叶片净光合速率如图所示。
回答下列问题。
(1)全株喷施叶面肥,叶片吸收的氮可参与____(至少写两种物质)的合成,从而提升植物的光反应速率。对照组的处理是喷施____。
(2)气孔的横轴(指组成气孔的两个保卫细胞连接处的横向轴线)加宽不利于气孔的迅速开放,也不利于气孔充分开放。研究发现,喷施光合菌肥降低了叶片气孔的横轴,有利于____,促进植物的光合作用。从为植物提供氮元素的角度分析,喷施光合菌肥比喷施尿素具有的优点是____。
(3)研究人盛检测喷施尿素组葡萄叶片的胞间CO2浓度时,发现在12:00左右,胞间CO2浓度较低。据图分析,可能的原因是___。
(4)基于合理施用叶面肥能够提高葡萄的产量,该研究小组可以进一步探究
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案以及解析
1.答案:(1)酶降低活化能的作用更显著;专一性、作用条件温和
(3)使底物分子得到能量;导致酶的分子结构发生改变
(3)底物浓度;酶的浓度
(4)土壤微生物体内缺乏相应的酶(合理即可)
解析:(1)酸和酶都可以催化“PET塑料”降解,但是酶降低活化能的作用更显著,因而酶的催化效率更高,这说明酶具有高效性;酶还具有专一性、作用条件温和等特性。
(2)酶促反应速率受温度影响,一方面是温度升高使底物分子得到能量,另一方面随温度的升高导致酶的分子结构发生改变。
(3)“酶底物中间复合物学说”认为当酶催化某一化学反应时,酶E首先和底物S结合生成中间复合物ES,然后生成产物P并释放出酶。由此可推测,酶促反应速率受底物浓度和酶的浓度的影响。
(4)由于土壤微生物体内缺乏相应的酶,从而使得“塑料垃圾”需要数百年才能降解。
2.答案:(1)磷脂、核酸DNA、RNA、核苷酸、核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸等)、ATP(ADP)等
(2)ATP是高能磷酸化合物,磷酸肌酸含磷酸基团且所含能量高于ATP;AC~P
(3)细胞质基质、线粒体(基质和内膜)
(4)表皮细胞中控制磷酸肌酸合成酶的基因未表达(或基因表达具有选择性或控制磷酸肌酸合成酶的基因在表皮细胞中处于关闭状态)
解析:(1)分析题意,磷酸肌酸含有C、H、O、N、P五种元素,与其化学元素组成相同的化合物有磷脂、核酸、ATP等。
(2)1molATP水解时释放的能量约为30.54kJ,1mol磷酸肌酸水解释放的能量约为43.09kJ,说明ATP和磷酸肌酸都是高能磷酸化合物,其磷酸肌酸含磷酸基团且所含能量高于ATP;若AC代表肌酸,P代表磷酸基团,则磷酸肌酸的结构简式最可能是AC~P。
(3)运动过程中所需ATP可来自于肌肉细胞呼吸作用,主要发生在细胞质基质和线粒体中。
(4)磷酸肌酸在人体肌肉细胞含量约17umol/g,但在表皮细胞中的含量却为零,其可能的原因是表皮细胞中控制磷酸肌酸合成酶的基因未表达(或基因表达具有选择性或控制磷酸肌酸合成酶的基因在表皮细胞中处于关闭状态)。
3.答案:(1)厌氧呼吸
(2)氧浓度增加,厌氧呼吸受到抑制,此时需氧呼吸强度也很低
(3)氧气充足,需氧呼吸增强,二氧化碳释放量增加
(4)B点;此时需氧呼吸已明显降低,同时又抑制了厌氧呼吸,水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得很慢
解析:(1)该曲线的横坐标代表大气中氧的浓度,纵坐标代表二氧化碳释放的相对值。从题图中曲线可以看出,A点的氧浓度接近零,此时植物细胞的厌氧呼吸占绝对优势。
(2)A点到B点,植物组织既能进行需氧呼吸,又能进行厌氧呼吸。但是在氧气存在时,厌氧呼吸受到抑制,随氧浓度的增大,厌氧呼吸强度逐渐降低,并且此时由于氧浓度低,需氧呼吸强度也很低。因此,从A点到B点的过程中,二氧化碳的释放量急剧减少。
(3)B点到C点,氧浓度逐渐增加,植物组织的需氧呼吸随之逐渐增强,产生较多二氧化碳。
(4)蔬菜或水果在储藏的过程中,如果细胞呼吸过强,会使糖类等营养物质分解过多而影响品质。同时,过强的细胞呼吸过程中还会产生大量热量,易使蔬菜或水果腐烂因此在储藏蔬菜或水果时,应使总呼吸强度最弱。B点释放的二氧化碳最少,该点所对应的氧浓度对厌氧呼吸和需氧呼吸都有抑制作用,在此氧浓度下有机物的消耗最少,细胞呼吸产热最少,最有利于蔬菜或水果的储藏。
4.答案:(1)[H];氧气;酒精
(2)增大吸收二氧化碳的面积;排出无关变量对实验结果的干扰
(3)需氧呼吸;需氧呼吸和厌氧呼吸
(4)将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量煮沸后冷却的小麦种子
解析:(1)结合图示及细胞呼吸的过程可判断,图中C为[H],D为氧气,E为酒精。
(2)图2实验装置乙中,KOH溶液中放置[H]状滤纸的目的是增大吸收二氧化碳的面积;装置甲清水中放置筒状滤纸的目的是排除无关变量对实验结果的干扰。
(3)若装置甲的墨滴不动,说明呼吸产生的二氧化碳量与消耗的氧气量相等,装置乙的墨滴左移,说明有氧气消耗,由此可推知,小麦种子只进行需氧呼吸:若装置甲的墨滴右移,说明呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量,装置乙的墨滴左移,说明有氧气的消耗,由此可推知细胞同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。
(4)为校正装置甲、乙中因物理因素引起的气体体积变化,可将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量煮沸后冷却的小麦种子,进行对照实验。
5.答案:(1)细胞质基质;②;③⑤
(2)催化丙酮酸转化的酶不同
(3)能;该鱼进行有氧呼吸时产生H218O,参与有氧呼吸第二阶段可产生C18O2
(4)无氧呼吸产物酒精进入血液中可防止低温结冰;将乳酸转化为丙酮酸避免了乳酸的积累
解析:(1)无氧呼吸第一阶段为葡萄糖分解产生[H]和丙酮酸,第二阶段为[H]和丙酮酸生成乳酸或酒精和CO2。由题图可知,②过程为无氧呼吸的第一阶段,发生的场所为细胞质基质,该阶段会产生[H];③⑤过程为无氧呼吸的第二阶段,该阶段会消耗[H]。
(2)由题图可知,该种鱼肌细胞无氧呼吸的产物为酒精和CO2,其他细胞无氧呼吸的产物为乳酸,产物不同的直接原因是催化丙酮酸转化的酶不同。
(3)在有氧呼吸过程中,O2参与第三阶段与[H]结合生成H2O,H2O可参与第二阶段生成CO2,若给该鱼提供18O标记的O2,该鱼进行有氧呼吸时产生H218O,参与有氧呼吸第二阶段可产生C18O2。
(4)由题意可知,酒精凝固点低,-80℃条件下也不会结冰,肌细胞无氧呼吸产生的酒精进入血液可防止血液凝固;若乳酸积累过多会对机体产生毒害,肌细胞可将乳酸转化为丙酮酸,进而转化为酒精,避免了乳酸的积累,有利于该种鱼对环境的适应。
6.答案:(1)内膜;ATP;热能
(2)正反馈调节
(3)逐渐上升而后相对稳定;将采摘后分别放置1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成五组,编号为①、②、③、④、⑤;在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录
(4)乙烯具有催熟作用,且乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
解析:(1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜,即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,其释放的能量一部分用于生成ATP,另一部分以热能的形式散失,其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。
(2)据图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,进而加速了果实的成熟,这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。
(3)图中显示,菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降,同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势,据此推测,该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等,本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化,利用的原理是颜色反应,颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少,据此简要描述实验过程:
①分组编号,将采摘后分别放置1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成五组,编号为①、②、③、④、⑤,实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致;
②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆,取等量(1毫升)匀浆液分别置于5支干净的试管中;
③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀;
④分别在沸水浴中加热;
⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化,并记录。分析实验结果得出相应的结论。
(4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升,这是因为乙烯具有催熟作用,但乙烯含量上升时,会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象,进而促进果实的成熟。
7.答案: (1)增强;细胞壁的支持和保护作用
(2)小麦品种、水分胁迫时间;随着水分胁迫时间增加,三个小麦品种的净光合速率都下降;品种C;同一水分胁迫处理时间时,品种C的净光合速率均低于其他两个品种
(3)90~150min内,小麦叶片胞间CO2浓度上升,而净光合速率持续下降
解析:(1)水分胁迫即土壤缺水条件下,植物根细胞从土壤中吸收的水分减少,细胞液浓度增大,小麦根细胞吸水能力增强。将植物细胞置于清水中时,由于细胞壁的支持和保护作用,细胞虽吸水但体积略有增大或基本不变。
(2)第一步:分析实验自变量由图中横坐标及图例可知,该实验的自变量为水分胁迫时间和小麦品种。第二步:分析图中曲线变化趋势由图1可知,随水分胁迫处理时间延长,三条曲线均呈下降趋势,即三个品种小麦叶片净光合速率均降低,同时品种C在不同水分胁迫时间下,叶片净光合速率均低于其他两个品种。第三步:得出结论品种C抗旱能力较弱。
(3)图1中,90~l50min内小麦叶片净光合速率持续降低,而图2中,90~150min内小麦叶片胞间CO2浓度上升,由此说明90~150min内影响小麦叶片净光合速率变化的因素不完全是气孔因素。
8.答案:(1)吸收、传递和转化光能;纸层析
(2)光照强度;光合色素含量不同,叶绿体数量不同,酶的含量不同等A3;在光照强度为250—2000μmol·m-2·s-1时的净光合速率最高,且在另外两种叶净光合速率不再上升时仍呈上升趋势
(3)光补偿点最低,光饱和点最高,扩大了其适应光照强度的范围,利于适应干旱强光环境;最大净光合速率最大,利于积累有机物,促进植物生长
解析:(1)胡杨叶片中含有光合色素,如叶绿素、类胡萝卜素,光合色素具有吸收、传递和转化光能等功能。绿叶中的色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,所以可以用纸层析法将绿叶中的色素分离开。
(2)当光强小于250μmol·m-2·s-1时,三种叶的净光合速率相同,此时限制三种叶净光合速率的环境因素为光照强度。当光强为1500μmol·m-2·s-1时,三种叶的净光合速率A3>A2>A1,造成三种叶净光合速率差异的内因有光合色素含量不同、叶绿体数量不同、酶的含量不同等。三种叶中A3叶最能适应极端干旱和强烈光照环境,因为根据图可知,在光照强度为250—2000μmol·m-2·s-1时,A3叶的净光合速率最高,且在另外两种叶净光合速率达到最大时A3叶的净光合速率仍呈上升趋势,即A3叶有较高的光饱和点。
(3)据表数据可知,该保水剂10g/株的根施量是比较合适的,因为此时:植物光补偿点最低,光饱和点最高,扩大了其适应光照强度的范围,利于适应干旱强光环境;最大净光合速率最大,有利于积累有机物,促进植物生长。
9.答案:(1)降低;自由水
(2)干旱和高温胁迫均会抑制植物的光合作用,且干旱对光合作用的抑制作用更强;干旱会造成叶片气孔关闭,导致叶片吸收CO2量减少,光合作用速率下降;光反应阶段需要消耗水,干旱会导致光反应速率降低,光合作用速率下降
(3)经干旱胁迫处理后的长势相同的同种植株;实验组植株的叶片喷施一定浓度的GABA,对照组植株的叶片喷施等量的清水(蒸馏水);光合作用速率;植株含水量;光合作用色素含量
解析:(1)在低温胁迫下,植物细胞膜的流动性会降低以增强细胞膜的稳定性。减少自由水含量提高结合水的比例有助于减少水低温结冰后对细胞膜的损伤,从而抵御低温对植物细胞的不利影响。
(2)表中实验结果显示,干旱和高温胁迫均会抑制植物的光合作用,且干旱对光合作用的抑制作用更强,因为B组幼苗的光合速率下降幅度更大。干旱处理天导致植物光合作用速率明显下降的原因可能是干旱会造成叶片的气孔关闭,导致叶片吸收CO2量减少,光合作用速率下降:光反应阶段需要消耗水,干旱会导致光反应速率降低,光合作用速率下降。
(3)为进一步探究叶面喷施一定浓度的外源GABA是否能缓解植物的干旱胁迫症状。该实验的自变量为是否喷施一定浓度的外源GABA,因变量为植物的生长情况,可通过检测植物体光合作用速率、植株含水量、光合作用色素含量等生理指标来判断。
因此实验步骤为:将已经处于干旱胁迫的若干植株平分为两组。实验组植株的叶片喷施一定浓度的GABA,对照组植株的叶片喷施等量的清水(蒸馏水)。将各组置于干旱程度相同的环境中继续培养一段时间。观察植物的生长情况,并定期测量植物体光合作用速率、植株含水量、光合作用色素含量等生理指标的变化情况。比较实验组和对照组的实验数据差异,分析判断叶面喷施一定浓度的外源GABA是否能缓解植物的干旱胁迫症状。
10.答案:(1)叶绿素、ADP、NADP+、与光合作用有关的酶;等量的清水
(2)气孔的开放,吸收更多的CO2;能持续为植物提供氨肥
(3)在12:00左右,喷施尿素组净光合速率较高,固定CO2较快
(4)同时施用0.3%的尿素和2%的光合菌肥对提高葡萄产量的影响(或其他种类、其他浓度的叶面肥对葡萄生长的影响;或尿素或光合菌肥提高葡萄产量的最适浓度)
解析:(1)参与光反应的叶绿素、与光合作用相关的酶、ADP、NADP+等中都含有N,全株喷施叶面肥,叶片吸收的、可以用于这些物质的合成,从而提升植物的光反应速率。实验组分别喷施0.3%的尿素和2%的光合菌肥,对照组需喷施等量的清水。
(2)据题中信息知,气孔的横轴加宽不利于气孔的迅速开放,也不利于气孔的充分开放,而喷施光合菌肥降低了叶片气孔的横轴,有利于气孔的开放,从而有利于吸收更多的CO2,促进植物的光合作用。据题干信息“光合菌肥是一种含有光合细菌的叶面肥。光合细菌能利用光能作为能量来源,并具有固氮能力”可知,与喷施尿素相比,喷施光合菌肥能够持续固氮,为植物持续提供氮肥。
(3)分析柱形图可知,在12:00左右,喷施尿素组的净光合速率较高,从胞间吸收的CO2较多,固定CO2的速率较快,导致胞间CO2浓度较低。
(4)由柱形图可知,对果实膨大期的葡萄植株分别进行全株喷施0.3%的尿素和2%的光合菌肥均能提高净光合速率,基于上述研究,该研究小组还可探究同时施用0.3%的尿素和2%的光合菌肥对提高葡萄产量的影响;或者探究其他种类、其他浓度的叶面肥对葡萄生长的影响;或探究施用尿素或光合菌肥提高葡萄产量的最适浓度等。