科研工作者发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还包括另一条由交替氧化酶(AOX)主导的途径,AOX呼吸途径有重要的光破坏防御作用。图甲表示叶肉细胞内的细胞呼吸途径及AOX呼吸途径的光破坏防御机制。
(1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等细胞器分离,可以采用的方法是_______ (答1种即可),叶肉细胞中叶绿素主要吸收________ 。
(2)暗反应阶段,NADPH的作用是_______ 。强光环境下,植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以______ 形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。
(3)研究者推测,eATP可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。为探究eATP对植物光合速率的影响,科研小组用去离子水配制了适宜浓度的eATP溶液,并用其处理菜豆的叶片。一段时间后,测定叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图乙所示。________ ,并在相同的条件下培养。根据实验结果,eATP能提高菜豆叶片的净光合速率,原因可能是______ 。
②活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是合成ROS的关键酶。科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。试推测eATP调节植物光合速率的机制________ 。
注:iATP为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP
乙
请回答下列问题:(1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等细胞器分离,可以采用的方法是
(2)暗反应阶段,NADPH的作用是
(3)研究者推测,eATP可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。为探究eATP对植物光合速率的影响,科研小组用去离子水配制了适宜浓度的eATP溶液,并用其处理菜豆的叶片。一段时间后,测定叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图乙所示。
乙
①该实验对照组的处理方式为②活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是合成ROS的关键酶。科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。试推测eATP调节植物光合速率的机制
更新时间:2024-05-22 17:47:02
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【推荐1】如图表示人体内几种化学元素和化合物的相互关系,其中①、②代表化学元素,a、b代表有机小分子物质,A、B、D代表有机大分子物质。
(1)①代表__________ 。D是与A类似的分子,新冠病毒的遗传信息储存在__________ 中。
(2)b的结构通式为__________ ,b形成B的场所是__________ 。B可以包括B1、B2、B3等多种,它们的功能各不相同,原因有__________ (至少答出两点)。
(3)评价各种食物中B的营养价值时,特别要关注其中__________ 的种类和数量,原因是__________ 。
(4)为鉴定酶X能否将B水解,某同学进行如下操作:向含有B的待测液中加入适量酶X,一段时间后,再加入双缩脲试剂,发现待测液呈紫色。由此该同学得出“酶X不能将B水解”的结论。你认为该同学的结论__________ (填“正确”或“不正确”),判断的理由是__________ 。
(1)①代表
(2)b的结构通式为
(3)评价各种食物中B的营养价值时,特别要关注其中
(4)为鉴定酶X能否将B水解,某同学进行如下操作:向含有B的待测液中加入适量酶X,一段时间后,再加入双缩脲试剂,发现待测液呈紫色。由此该同学得出“酶X不能将B水解”的结论。你认为该同学的结论
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【推荐2】图A、B是两类细胞的亚显微结构模式图。请回答下列问题:
(1)图B细胞不适合用来制备细胞膜,原因是______ 。
(2)图A细胞的边界是细胞膜,而不是细胞壁,是因为细胞膜具有______ 性,而细胞壁不具有该特点。
(3)若将图A细胞置于较高浓度的蔗糖溶液,图中⑦处液体浓度将______ ,此过程中相当于半透膜的结构是______ 。
(4)图中②和⑨能增加膜面积的结构分别是______ 、______ 。
(5)图A细胞和图B细胞中都存在,但功能不同的细胞器是______ (填序号)。
(6)图A和图B细胞在很多结构上是相似的,这说明了细胞具有______ 性。
(1)图B细胞不适合用来制备细胞膜,原因是
(2)图A细胞的边界是细胞膜,而不是细胞壁,是因为细胞膜具有
(3)若将图A细胞置于较高浓度的蔗糖溶液,图中⑦处液体浓度将
(4)图中②和⑨能增加膜面积的结构分别是
(5)图A细胞和图B细胞中都存在,但功能不同的细胞器是
(6)图A和图B细胞在很多结构上是相似的,这说明了细胞具有
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【推荐3】科学家从牛的胰脏中分离出一条由76个氨基酸组成的多肽链(Ub)。研究发现Ub在细胞自我监测和去除某些“不适用蛋白质”(即靶蛋白)的机制中扮演着重要角色。如果某个蛋白质被贴上Ub这个标签,就会被运送到细胞内的蛋白酶体处被水解掉,其过程如图1所示:
请回答下列问题:
(1)Ub由76个氨基酸组成,则它具有_____ 个肽键,Ub的合成场所是_____ ,若它在小肠中被水解,则如图2中哪种物质不可能产生?_____ 。
(2)如果靶蛋白不与Ub结合,便不能被蛋白酶体水解。①过程说明Ub的作用是识别_____ 并与之结合;完成①、②过程需要的主要条件是_____ 和_____ 。
(3)与能量转换有关的细胞器是_____ 。单层膜的细胞器有_____ 。
(4)若有99个氨基酸(假设它们的平均分子量为100),通过结合形成了含有2条多肽链的蛋白质,则其相对分子质量比原来减少了_____ ,含氨基的数量最少是_____ 个。
(5)若某一多肽链由201个氨基酸组成,其分子式为CxHyNaObS2(a>201,b>202),并且是由如图3中5种氨基酸组成的,那么该多肽链彻底水解后将会得到赖氨酸、天冬氨酸各多少个?_____ 。
请回答下列问题:
(1)Ub由76个氨基酸组成,则它具有
(2)如果靶蛋白不与Ub结合,便不能被蛋白酶体水解。①过程说明Ub的作用是识别
(3)与能量转换有关的细胞器是
(4)若有99个氨基酸(假设它们的平均分子量为100),通过结合形成了含有2条多肽链的蛋白质,则其相对分子质量比原来减少了
(5)若某一多肽链由201个氨基酸组成,其分子式为CxHyNaObS2(a>201,b>202),并且是由如图3中5种氨基酸组成的,那么该多肽链彻底水解后将会得到赖氨酸、天冬氨酸各多少个?
A.a﹣202、b﹣202 | B.a﹣202、(b﹣202):2 |
C.a﹣201、(b﹣201):2 | D.a﹣201、(b﹣202):2. |
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【推荐1】研究者以具有不同抗性的5个薄壳山核桃品种“新选1号”“坎扎”“马汉”“威奇塔”和“波尼”为材料,采用田间调查和仪器测量的方法,研究了黑斑病对5个品种染病叶片和对照健康无病症叶片的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度的影响,结果如下图所示。(注:“新选1号”和“波尼”为高抗黑斑病、“坎扎”为中度抗黑斑病、“马汉”为中度感黑斑病、“威奇塔”为高度感黑斑病。一定范围内气孔导度与气孔张开程度成正比)
回答下列问题:
(1)黑斑病入侵使薄壳山核桃叶片出现黑褐色斑点,叶片出现损伤,叶绿体结构破坏,______ 含量降低,进而使光合作用下降。由图可知,黑斑病胁迫严重影响薄壳山核桃的光合作用,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均______ ,气孔导度大小会影响植物叶片的蒸腾作用、______ (答出2点即可)等生理过程。
(2)黑斑病胁迫后,除“坎扎”品种外,其他品种的胞间CO2浓度均显著上升,说明______ (填“气孔因素”或“非气孔因素”)可能是引起感病薄壳山核桃光合作用降低的主要原因之一。
(3)品种“波尼”和“新选1号”的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度下降幅度小于品种“马汉”和“威奇塔”,这说明______ 。
(4)根据该题研究结果分析,生产中在推广薄壳山核桃品种时,尽量做到______ (答出1点即可)。
回答下列问题:
(1)黑斑病入侵使薄壳山核桃叶片出现黑褐色斑点,叶片出现损伤,叶绿体结构破坏,
(2)黑斑病胁迫后,除“坎扎”品种外,其他品种的胞间CO2浓度均显著上升,说明
(3)品种“波尼”和“新选1号”的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度下降幅度小于品种“马汉”和“威奇塔”,这说明
(4)根据该题研究结果分析,生产中在推广薄壳山核桃品种时,尽量做到
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【推荐2】2018年“杂交水稻之父”袁隆平再创奇迹,抗盐碱“海水稻”的研究取得阶段性成果,将至少解决8000万人粮食问题。其团队在试验田中发现,某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定C02酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的C02吸收速率。请回答:
(1)为测定野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,常用__________ 试剂提取色素,对比纸层析法获得的色素带宽度,突变型的颜色为__________ 的色素带会明显变窄。若用640—660nm波长的光处理水稻叶片,则吸收C02主要由__________ (填“类胡萝卜素”“叶绿素”或“类胡萝卜素+叶绿素”)参与光合作用引起。
(2)光照强度低于P时,__________ (填“野生型”“突变型”)水稻对光能利用率高;P点时,限制突变型光合作用速率的主要环境因素是__________ 。
(3)光照强度为a时野生型水稻光合作用消耗CO2的速率______ 光照强度为b时突变型水稻光合作用消耗CO2的速率。(填“大于”“等于”“小于”)
(4)突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境,原因是____________________ 。
(1)为测定野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量,常用
(2)光照强度低于P时,
(3)光照强度为a时野生型水稻光合作用消耗CO2的速率
(4)突变型水稻更适于生长在高温、干旱环境,原因是
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【推荐3】某小组为了探究光照强度对光合作用的影响,某小组利用如图装置进行了实验。回答问题:
(1)光合色素吸收的光能可用于光反应中______________ 和_____________________ ,其中的某些产物可用于暗反应的_____________________ 过程。
(2)实验时,不同光照强度可通过_______________________________ 来控制,若用横轴代表光 照强度,结合图示确定纵轴的具体含义,并绘出光照强度和净光合速率之间的关系曲线___________ 。
(3)同样的光照时间,不同光照处理对植物光合作用产物的相对含量会产生影响,请以生长状态相同的等量黑藻为材料,仍利用上图装置,参考上图设计一个合理的实验思路,探究相同光照时间时光暗交替处理频率对光合作用产物相对含量的影响(注:实验时不同组别处理的总时间相等但具体长度忽略,各组实验的温度、光照强度和CO2,浓度等条件相同、适宜且稳定,实验组光暗交替时光照和黑暗时间相同,D 组光合作用产物的相对含量看作100%)。
实验思路:____________________________________________ 。
(1)光合色素吸收的光能可用于光反应中
(2)实验时,不同光照强度可通过
(3)同样的光照时间,不同光照处理对植物光合作用产物的相对含量会产生影响,请以生长状态相同的等量黑藻为材料,仍利用上图装置,参考上图设计一个合理的实验思路,探究相同光照时间时光暗交替处理频率对光合作用产物相对含量的影响(注:实验时不同组别处理的总时间相等但具体长度忽略,各组实验的温度、光照强度和CO2,浓度等条件相同、适宜且稳定,实验组光暗交替时光照和黑暗时间相同,D 组光合作用产物的相对含量看作100%)。
实验思路:
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【推荐1】下图为陆生植物叶绿体中发生相关物质变化的模式图,PSⅡ和PSⅠ是能吸收不同波长光的蛋白质复合体。回答下列问题:
(1)取某陆生植物新鲜叶片烘干粉碎,提取光合色素。提取时,需加入无水乙醇和碳酸钙,如果未加碳酸钙,提取液会偏
(2)PSⅡ和PSⅠ被称为不同的反应中心,它们除了吸收不同波长的光外,在功能上也存在差别,PSⅡ和PSⅠ所在的结构名称为
(3)暗反应的第一步是在Rubisco 酶的催化下使
(4)PSI辅助复合物中含叶绿体中基因编码的D1蛋白,其能促进光反应。为增强小麦应对高温胁迫的能力,科研人员将控制合成D1蛋白的基因转入小麦染色体DNA上得到M品系,科研人员检测了野生型和M品系小麦在不同温度条件下D1蛋白的含量,结果如下图所示。
据图可知,常温下M品系小麦细胞中D1蛋白含量
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【推荐2】植物生长在重金属污染的环境中,过量重金属进入植物体内,易对植物细胞膜系统造成伤害,进而影响细胞器的结构与功能,使其体内的各种生理生化过程发生紊乱,从而使植物的光合作用降低。为探究铅(Pb)对水稻生长、光合特性的影响,农业专家通过无土栽培方式,进行了一系列实验,结果如表。请回答下列问题:
(1)与对照组相比,Pb胁迫导致水稻净光合速率显著下降__________ (填“是”或“不是”)气孔导度下降造成的,判断依据是____________ ;Pb能降低水稻的净光合速率,可能是降低了叶绿素的含量,从而导致为暗反应提供的__________ 减少。
(2)已知细胞分裂素具有促进叶绿素合成的作用,研究者以Pb处理组水稻为实验材料,设计实验证明细胞分裂素能促进叶绿素合成。
实验流程:①将同种高矮、长势等相同的Pb处理组水稻分为甲、乙两组,甲组喷洒一定量的细胞分裂素,乙组喷洒___________ ,在相同的环境下培养一段时间。
②提取两组水稻叶片的光合色素,通常采用___________ 法将提取的滤液进行分离;也可以通过对比两组水稻叶片对某种颜色的光的吸收率来推算叶片中的叶绿素含量,为减少其他光合色素的干扰,“某种颜色的光”最可能是___________ (填“红光”“蓝紫光”或“绿光”),原因是__________ 。
组别 | 净光合速率/(μmol·m-2·s-1) | 气孔导度/(mmol·m-2·s-1) | 胞间CO2浓度/(μmol·m-1) |
对照组 | 8.90 | 386.67 | 301.33 |
Pb处理组 | 6.20 | 327.33 | 350.67 |
(1)与对照组相比,Pb胁迫导致水稻净光合速率显著下降
(2)已知细胞分裂素具有促进叶绿素合成的作用,研究者以Pb处理组水稻为实验材料,设计实验证明细胞分裂素能促进叶绿素合成。
实验流程:①将同种高矮、长势等相同的Pb处理组水稻分为甲、乙两组,甲组喷洒一定量的细胞分裂素,乙组喷洒
②提取两组水稻叶片的光合色素,通常采用
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【推荐3】脱落酸(ABA)能调控气孔,降低植物的蒸腾作用。为探究ABA对小麦抗旱能力的影响,科研小组将小麦幼苗均分为四组,处理方式及所检测的小麦幼苗生理特性的结果如表所示。
(1)在上述研究过程中,实验自变量有______ 。
(2)据表分析,干旱会影响小麦的光合作用,其主要原因是______。
(3)Rubisco酶活性影响小麦光合作用的______ (光反应/暗反应)阶段。
(4)据表分析,脱落酸影响小麦的光合作用的机制是脱落酸(ABA)能______。
(5)据表可知,正常供水下,乙组在加入ABA后光合速率低于甲组;重度干旱下,丁组在加入ABA后光合速率高于丙组。请据表分析并解释这两种情况下光合速率变化出现差异的原因:__________________ 。
组别 | 处理方式 | 气孔导度(μmol·m-2·s-1) | Rubisco酶活性(相对值) | 光合速率(μmol·m-2·s-1) |
甲 乙 丙 丁 | 正常供水 正常供水+ABA 重度干旱 重度干旱+ABA | 3.9 2.7 1.9 1.8 | 0.023 0.038 0.016 0.028 | 38.1 23.5 17.8 22.6 |
(1)在上述研究过程中,实验自变量有
(2)据表分析,干旱会影响小麦的光合作用,其主要原因是______。
A.水是光合作用原料之一 | B.水分影响小麦叶绿素含量 |
C.水分可能影响小麦Rubisco酶活性 | D.水分影响小麦对CO2的吸收 |
(4)据表分析,脱落酸影响小麦的光合作用的机制是脱落酸(ABA)能______。
A.提高气孔导度,使光合作用强度增强 |
B.降低气孔导度,使光合作用强度减弱 |
C.提高Rubisco酶活性,使光合作用强度增强 |
D.降低Rubisco酶活性,使光合作用强度减弱 |
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【推荐1】光合作用中,有一种特殊的固定CO2和节水的类型。菠萝、仙人掌和许多肉质植物都进行这类的光合作用,统称为CAM(景天科)植物,其特别适应干旱地区,特点是气孔夜晚打开,白天关闭。如图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢途径(CAM途径)示意图,图中苹果酸是一种酸性较强的有机酸。
(1)据图分析,推测图中叶肉细胞右侧a过程的活动发生在____ (填“白天”或“夜晚”),理由是_____ 。
(2)图中苹果酸通过过程a运输到液泡内,又会通过过程b运出液泡进入细胞质,推测过程b发生在____ (填“白天”或“夜晚”)。过程a的生理意义有______ (写出两个方面即可)。
(3)长期在强光照、高温、缺水等逆境胁迫下,以菠萝为代表的CAM植物形成了适应性机制:夜晚气孔开放有利于从外界吸收CO2,白天气孔关闭,有利于______ ,且可以通过_____ 获得光合作用暗反应所需的CO2。
(1)据图分析,推测图中叶肉细胞右侧a过程的活动发生在
(2)图中苹果酸通过过程a运输到液泡内,又会通过过程b运出液泡进入细胞质,推测过程b发生在
(3)长期在强光照、高温、缺水等逆境胁迫下,以菠萝为代表的CAM植物形成了适应性机制:夜晚气孔开放有利于从外界吸收CO2,白天气孔关闭,有利于
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解题方法
【推荐2】科研人员以山药为材料,研究在全光照及2种不同透光率下山药叶片光合特性及块茎蔗糖、淀粉积累的相关指标,结果如表所示。
注:Rubisco羧化酶是植物进行光合碳同化的关键酶,对CO2的固定具有催化作用。
回答下列问题:
(1)为测定叶片叶绿素含量,常用___ 提取色素,后分离获取。叶绿素是光反应阶段能量变化必不可少的色素,该阶段中光能转化为___ 中的化学能。据表可知,叶绿素的含量随着遮光程度增强而增加,发生这种变化的意义是___ 。
(2)山药叶片吸收的CO2与___ 在Rubisco羧化酶的催化下生成___ ,后经还原过程生成糖类等物质。T2组与CK组相比,净光合速率降低,气孔导度并不是主要影响因素,表中支持这一判断的直接证据是___ 。
(3)块茎中的蔗糖和淀粉的产量是影响山药经济效益的主要因麦.由表可知,___ 组处理方式最有利于山药产量的提高,原因是___ 。
(4)研究发现.山药Rubisco羧化酶基因(DoRbcL基因)在叶片的表达量远高于块茎,遮光处理后的叶片表达量显著降低,且遮光程度越大表达越大,上述证据表明DoRbcl基因在细胞中的表达具有的特点是___ 。
检测项目 | 组别 | ||
正常透光组(CK) | 60%透光组(T1) | 30%透光组(T2) | |
净光合速率/μmol.m-2.s-1 | 141.2 | 128.5 | 117.9 |
气孔导度/μmol.m-2.s-1 | 52.3 | 49.7 | 47.3 |
蒸腾速率/mmol·m-2.s-1 | 1.65 | 1.29 | 1.06 |
胞间CO2浓度/mmol.mol-1 | 5.23 | 5.91 | 6.78 |
叶绿素含量/mg.L-1 | 11.3 | 12.9 | 15.4 |
块茎蔗糖含量/mg.L-1 | 0.64 | 0.6 | 0.58 |
块茎可溶性淀粉含量/% | 66.2 | 60.1 | 52.6 |
Rubisco羧化酶活性/mmol·mg-1・min-1 | 0.59 | 0.51 | 0.44 |
块茎蔗糖合成酶活性/mg・g-1・min-1 | 4.06 | 3.13 | 2.24 |
块茎可溶性淀粉合成酶活性/U.G-1 | 61.05 | 49.06 | 40.9 |
回答下列问题:
(1)为测定叶片叶绿素含量,常用
(2)山药叶片吸收的CO2与
(3)块茎中的蔗糖和淀粉的产量是影响山药经济效益的主要因麦.由表可知,
(4)研究发现.山药Rubisco羧化酶基因(DoRbcL基因)在叶片的表达量远高于块茎,遮光处理后的叶片表达量显著降低,且遮光程度越大表达越大,上述证据表明DoRbcl基因在细胞中的表达具有的特点是
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【推荐3】马铃薯是全球第四大重要的粮食作物,其块茎中储存大量的淀粉可供食用。淀粉和蔗糖是叶片光合作用的两个主要末端产物。蔗糖是光合产物从叶片向各器官移动的主要形式,淀粉是一种暂贮形式。
(1)马铃薯叶肉细胞中合成蔗糖和淀粉的场所分别为_____ 、_____ 。
(2)叶肉细胞合成的蔗糖通过筛管运输至根、茎等器官。蔗糖进入筛管可通过_____ 的方式,使筛管中的蔗糖积累到很高的浓度。如果叶肉细胞中的蔗糖没有及时运出,会贮存到_____ (细胞器)中。
(3)淀粉和蔗糖生物合成的两条途径会竞争共同底物_____ 。若蔗糖合成受阻,则进入叶绿体的Pi数量_____ (填“增加”或“减少”),同时使淀粉大量积累,最终导致光反应中合成的_____ 数量下降。这属于_____ 调节机制。
(4)某生物兴趣小组在探究环境因素对家乡常见马铃薯品种实际光合作用影响的活动中,测得不同条件下马铃薯吸收(用“+”表示)或释放(用“-”表示)CO2速率(mg/h)随温度变化的数据。请分析回答:
①由表可知影响马铃薯实际光合作用速率的外界因素有_____ ;除图中所示外界因素外,影响实际光合作用的外界因素还有_____ (列举两项)。
②分析表中实验数据可知,该品种马铃薯的实际光合作用强度最强时所需的条件是_____ 。
③若探究不同条件下马铃薯叶片中叶绿素a和叶绿素b的相对含量是否相同,可采用_____ 法对提取的色素进行分离,并通过观察比较_____ 进行判断。
(1)马铃薯叶肉细胞中合成蔗糖和淀粉的场所分别为
(2)叶肉细胞合成的蔗糖通过筛管运输至根、茎等器官。蔗糖进入筛管可通过
(3)淀粉和蔗糖生物合成的两条途径会竞争共同底物
(4)某生物兴趣小组在探究环境因素对家乡常见马铃薯品种实际光合作用影响的活动中,测得不同条件下马铃薯吸收(用“+”表示)或释放(用“-”表示)CO2速率(mg/h)随温度变化的数据。请分析回答:
组别 | 条件 | 温度 | |||||
10℃ | 20℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ | ||
A | 黑暗 | -5 | -10 | -18 | -34 | -40 | -34 |
B | 弱光,CO2浓度为0.03% | 2 | 0 | -8 | -24 | -33 | -29 |
C | 适当遮荫,CO2浓度为0.03% | 3 | 5 | 0 | -16 | -24 | -24 |
D | 全光照,CO2浓度为0.03% | 5 | 8 | 4 | 2 | 0 | -14 |
E | 全光照,CO2浓度为1.22% | 10 | 20 | 40 | 28 | 12 | 0 |
①由表可知影响马铃薯实际光合作用速率的外界因素有
②分析表中实验数据可知,该品种马铃薯的实际光合作用强度最强时所需的条件是
③若探究不同条件下马铃薯叶片中叶绿素a和叶绿素b的相对含量是否相同,可采用
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