Question

【題目】下圖為某生物興趣小組設(shè)計的密閉透明玻璃裝置，內(nèi)置煙草種子(底下鋪有濕布)和一綠色盆栽植物，對種子的萌發(fā)和盆栽植物的某些生理活動以及二者的相互影響進(jìn)行研究。某同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，植物激素乙烯可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)RNA和蛋白質(zhì)的合成，并使細(xì)胞膜的通透性增加，加快呼吸作用。

（1）光對大多數(shù)植物種子的萌發(fā)沒有影響，但有些植物種子的萌發(fā)需要光，這樣的種子叫做需光種子，如煙草的種子；而另一些植物種子的萌發(fā)只能在暗處，如番茄的種子。研究發(fā)現(xiàn)，紅光可促進(jìn)需光種子的萌發(fā)。光照影響種子萌發(fā)體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的____________功能。為保證裝置內(nèi)實驗材料的生命活動正常進(jìn)行，應(yīng)該給該裝置提供紅光，理由是______________________________。

（2）興趣小組設(shè)計該裝置時，充分考慮了兩點：種子萌發(fā)過程可為盆栽植物提供_________，從而促進(jìn)它的光合作用；盆栽植物也可以加速種子的萌發(fā)，一方面是因為光合作用產(chǎn)生O2，有利于種子細(xì)胞呼吸，另一方面是因為_______________________________________。

（3）一般認(rèn)為，真正光合速率不易直接測得，這是因為細(xì)胞每時每刻都在進(jìn)行___________。若要利用圖示裝置檢測盆栽植物的真正光合速率，請你寫出簡要的實驗設(shè)計思路： _________________。

Answer 1

【答案】信息傳遞 紅光既可以促進(jìn)煙草種子萌發(fā)，又可以維持盆栽植物的光合作用 二氧化碳 植物產(chǎn)生的乙烯可以穿過通氣孔促進(jìn)種子細(xì)胞RNA和蛋白質(zhì)的合成，并使細(xì)胞膜的通透性增加，加快呼吸作用 呼吸作用 將通氣孔堵塞，并在盆栽植物側(cè)加入CO2緩沖液，用氧氣傳感器檢測有光條件下單位時間內(nèi)氧氣的增加量和無光條件下單位時間內(nèi)氧氣的減少量，二者相加計算出真正光合速率

【解析】

1、真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。測定綠色植物呼吸速率時必須在遮光條件下進(jìn)行，測定植物是光合速率時需要提供碳酸氫鈉溶液維持一定濃度的二氧化碳。

2、根據(jù)題意和圖示分析可知，圖中裝置用于研究對種子的萌發(fā)和盆栽植物的某些生理活動以及二者的相互影響。根據(jù)題意可知，研究了光對種子的萌發(fā)以及植物的生理活動的影響，煙草種子屬于需光種子，紅光可促進(jìn)需光種子的萌發(fā)，因此種子萌發(fā)過程中提供紅光有利于煙草種子的萌發(fā)，同時植物葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，提供紅光有利于植物光合作用的進(jìn)行。根據(jù)題意的條件，植物激素乙烯可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)RNA和蛋白質(zhì)的合成，并使細(xì)胞膜的通透性增加，加快呼吸作用，因此該圖中的裝置可以通過盆栽植物釋放的乙烯促進(jìn)種子的萌發(fā)作用。

（1）根據(jù)題意可知，光照屬于生態(tài)系統(tǒng)的物理信息，光照影響種子萌發(fā)體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能，根據(jù)題意可知，煙草種子屬于需光種子，因此為裝置提供紅光可以促進(jìn)種子的萌發(fā)，且植物葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，紅光有利于植物光合作用的進(jìn)行。

（2）萌發(fā)的種子生命活動旺盛，呼吸作用強，可使裝置內(nèi)的CO2增加，進(jìn)而有利于盆栽植物的光合作用。盆栽植物也可以加速種子的萌發(fā)，一方面是因為光合作用產(chǎn)生O2，有利于種子細(xì)胞呼吸，另一方面是因為植物產(chǎn)生的乙烯，可以穿過通氣孔促進(jìn)種子細(xì)胞RNA和蛋白質(zhì)的合成，并使細(xì)胞膜的通透性增加，加快呼吸作用。

（3）根據(jù)以上分析可知，真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。因此檢測植物的真正光合作用速率時，要在黑暗環(huán)境中測得該植物的呼吸速率，還要在有光條件下測凈光合作用速率，通過計算可得植物的真正光合作用速率。因此利用圖中裝置進(jìn)行測定植物的真正光合速率的操作為：將裝置通氣孔堵塞，并在盆栽植物側(cè)加入CO2緩沖液，如一定濃度的碳酸氫鈉溶液，用氧氣傳感器檢測有光條件下單位時間內(nèi)氧氣的增加量和無光條件下單位時間內(nèi)氧氣的減少量，二者相加計算出真正光合速率。