Question

植物的新陳代謝受外部環境因子（如光、溫度）和內部因子（如激素）的影響，研究內、外因子對植物生命活動的影響具有重要意義．
（1）如圖表示野外松樹（陽生植物）光合作用強度與光照強度的關系．其中的縱坐標表示松樹整體表現出的吸收 CO₂和釋放 CO₂量的狀況．請分析回答：
①當光照強度為 b 時，光合作用強度

 

②光照強度為 a 時，光合作用吸收 CO₂的量等于呼吸作用放出 CO₂的量．如果白天光照強度較長時期為 a，植物能不能正常生長？

 

為什么？

 

③如將該曲線改繪為人參（陰生植物）光合作用強度與光照強度關系的曲線，b 點的位置應如何移動，為什么？

 

（2）有人設計了下列實驗，試圖證明“生長素（IAA）在植物體內的運輸，主要是從植物體形態學上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉過來運輸（如生長素只能從胚芽鞘的上端向下端運輸）”．
一、材料、用具：胚芽鞘、瓊脂、刀片等
二、方法、步驟與結果：
（一）制備瓊脂塊

（二）取一段胚芽箱中間部分，上面放合IAA的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊

（三）取步驟（二）下面瓊脂塊（a）的一部分放在去尖的胚芽鞘一側

三、結論：以上實驗證明了“生長素（IAA）在植物體內的運輸，主要是從植物體形態學上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉過來運輸”．我們認為，僅用該實驗步驟（一）、（二）、（三）還不足以嚴密論證以上結論，請在上述實驗的基礎上補充相應的實驗方法、步驟和結果．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,細胞呼吸的過程和意義,生長素的產生、分布和運輸情況

專題：

分析：解答此題時必須明確兩點：陽性植物和陰性植物在相同受光強度下，光合作用強度與呼吸作用強度之間的關系；CO₂的吸收量（mg/100 cm²/h）與光合作用強度與呼吸作用強度的關系．
CO₂吸收量為零值時表示光合作用強度等于呼吸作用強度，為負值時表示光合作用小于呼吸作用．

解答： 解：（1）①從上圖可以看出，在一定范圍內，從a到b點，隨光照增強，光合作用強度增加，呈現出一種正相關；當超過b點時，隨著光照的繼續增強，光合作用強度不再增加．所以第一小題答案應為：光照強度為b時，光合作用強度最高，當超過b點時，隨著光照的繼續增強，光合作用的強度不再增加．
②光照強度為a時，光合作用吸收二氧化碳的量等于呼吸作用放出二氧化碳的量，此時有機物的凈積累為O．若白天光照強度在較長時間維持在a點水平，白天有機物凈積累為O，而晚上則只進行呼吸作用，這就會造成有機物的消耗量大于有機物的積累量，植物將不能正常生長．
③由于松樹是典型的陽生植物，它需要較強的光照才能生長良好，而人參是典型的陰生植物，它在較弱的光照強度條件下就能生長良好．因此，如果把以上的關系曲線圖改為人參的，其b點的位置應向左移，因為b點的生物學含義是：當達到最大光合速率時，所需的最低光照強度，而人參與松樹相比較，人參光合作用速率達到最高點時，所需的光照強度比松樹低．
（2）生長素具有極性運輸的特點，即從形態學上端運輸到形態學下端，但是題中實驗能夠證明此種極性運輸，但是沒有證明“而不能倒轉過來運輸”，因此需要設置一組對照實驗，即將一段胚芽鞘中間部分倒放，其它步驟同題中步驟．
故答案為：
（1）①最高，光照強度再增強，光合作用強度不再增加
②不能．光照強度為 a 時，光合作用形成的有機物和呼吸作用消耗的有機物相等，但晚上只進行呼吸作用．因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長
③左移，與松樹比較，人參光合作用強度達到最高點時，所需要的光照強度比松樹低
（2）補充方法、步驟與結果（一）：另取一段胚芽鞘中間部分倒放．上面放含 IAA 的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊

補充方法、步驟與結果（二）：取補充步驟（一）下面瓊脂塊（b）的一部分放在去尖的胚芽鞘一側

點評：本題考查學生對光合作用影響因素-光照強度的理解以及生長素極性運輸的實驗驗證，同時考查學生的讀圖分析能力和實驗設計和修訂的能力．光合作用的可通過對二氧化碳的吸收量來表示，光照強度是影響光合作用強度的一個非常重要的外界環境因素．