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為探究大氣CO2濃度上升及紫外線(UV)輻射強度增加對農業(yè)生產的影響,研究人員人工模擬一定量的UV輻射和加倍的CO2 濃度處理番茄幼苗,直至果實成熟,測定了番茄株高及光合作用相關生理指標,結果見下表.請分析回答:
    分組及實驗處理株高(cm)葉綠素含量(mg?g-1光合速率(μmol?m-2?s?1
15天30天45天15天30天45天
A對照(自然條件)21.535.254.51.652.02.08.86
BUV輻射21.131.648.31.51.81.86.52
CCO2濃度倍增21.938.361.21.752.42.4514.28
DUV輻射和CO2濃度倍增21.535.955.71.551.952.259.02
(1)番茄葉肉細胞中產生和利用CO2的具體部位分別是
 

(2)據表分析,C組光合速率明顯高于對照組,其原因一方面是由于
 
,加快了碳反應的速率;另一方面是由于
 
含量增加,使光反應速率也加快.D組光合速率與對照組相比無顯著差異,說明CO2 濃度倍增對光合作用的影響可以
 
UV輻射增強對光合作用的影響.
(3)由表可知,CO2 濃度倍增可以促進番茄植株生長.有研究者認為,這可能與CO2參與了植物生長素的合成啟動有關.要檢驗此假設,還需要測定A、C組植株中
 
的含量.若檢測結果是
 
,則支持假設.
(4)科學家在黑暗時把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中,讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4,然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中(如圖).一段時間后,有ATP產生.上述實驗結果表明,基粒類囊體合成ATP的原因是
 
.據此推測,葉綠體在自然狀態(tài)下產生ATP的過程中,光能的作用是
 

考點:影響光合作用速率的環(huán)境因素
專題:
分析:分析表格中數據可以看出:
(1)AB對照:變量是否UV照射,經過UV照射后,株高變矮、葉綠素含量降低,光合作用強度下降.
(2)AC對照:變量是二氧化碳濃度高低,增大二氧化碳濃度下,株高長高,葉綠素含量增加,光合作用強度增強.
(3)BD對照:變量是二氧化碳濃度高低,增大二氧化碳濃度下,株高長高,葉綠素含量增加,光合作用強度增強.
(4)CD對照:變量是否UV照射,經過UV照射后,株高變矮、葉綠素含量降低,光合作用強度下降.
解答: 解:(1)番茄葉肉細胞中有氧呼吸的第二階段產生CO2,光合作用暗反應利用CO2,所以產生和利用CO2的具體部位分別是線粒體基質和葉綠體基質.
(2)分析表格中數據可以看出,C組光合速率較大,一方面由于二氧化碳濃度倍增,加快了暗反應速率;另一方面,葉綠素的含量增加,吸收光能增加.D組光合速率與對照組相比無明顯差異,說明二氧化碳濃度倍增可以抵消UV輻射對光合作用的影響.
(3)由于假設內容為:CO2濃度倍增可以促進番茄植株生長可能與CO2參與了生長素的合成啟動有關,因此需要測定植株中生長素的含量,如果C組的生長素含量高于A組,可以證明假設內容.
(4)由題意可知,基粒類囊體膜內外存在H+濃度差,這是合成ATP的主要原因,自然狀態(tài)下光合作用需要水,而水能分解成H+進而使類囊體膜兩側產生H+濃度差而產生ATP.
故答案為:
(1)線粒體基質、葉綠體基質
(2)CO2濃度倍增   葉綠素    降低(抵消)
(3)生長素     C組生長素含量高于A組
(4)膜內外存在H+梯度(H+濃度差)   使水分解產生H+,使類囊體膜內外之間產生H+梯度(H+濃度差)
點評:本題考查了影響光合作用的因素,要求考生能夠識記光合作用的物質變化過程以及各階段的反應場所;能夠通過表格的分析得出相關結論;能夠根據實驗的目的確定實驗的方法步驟以及做出合理的推測等.
練習冊系列答案
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洋蔥是高中生物實驗中常用的實驗材料,下列有關敘述正確的是( 。
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,在人體內分布最廣的是激素
 
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