Question

對(duì)農(nóng)作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)．下面甲、乙、丙是某研究小組以番茄為材料所做的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果．在充滿CO₂的密閉容器中，用水培法栽培某植物，得到系統(tǒng)的呼吸速率和光合速率變化曲線如丁圖所示．請(qǐng)回答相關(guān)問題：

（1）由甲圖可推知，與P點(diǎn)相比，Q點(diǎn)限制單株光合強(qiáng)度的外界因素是

 

（寫出兩種），甲實(shí)驗(yàn)給我們的啟示是，在栽培農(nóng)作物時(shí)要注意

 

．
（2）種植番茄的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖乙所示．光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)對(duì)應(yīng)的是圖中的

 

點(diǎn)；C→F段，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的地方是

 

；C點(diǎn)時(shí)番茄有沒有釋放氧氣？

 

；與C點(diǎn)相比，F(xiàn)點(diǎn)光反應(yīng)[H]的產(chǎn)生速率將

 

．在此一晝夜內(nèi)植株是否顯示生長現(xiàn)象？

 

，理由是

 

．因此，長期在密閉大棚中種植作物時(shí)要注意

 

．
（3）將對(duì)稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光處理（如圖丙），并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种�間的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移．在適宜光照下照射12小時(shí)后，從兩側(cè)截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：g）．則b-a代表的是12小時(shí)內(nèi)右側(cè)截取部分

 

．
（4）分析丁圖，回答下列問題：
①第5～7h呼吸作用加快的主要原因是

 

；第9-10h光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是

 

．
②第10h時(shí)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是

 

，若此環(huán)境因素（第10h時(shí)）維持不變，容器內(nèi)的O₂含量將逐漸下降并完全耗盡，根系對(duì)無機(jī)鹽的吸收速率將

 

，此時(shí)

 

成為ATP合成的唯一場所．
③該植物積累有機(jī)物速率最大的時(shí)刻是第

 

h時(shí)，積累有機(jī)物總量最多的時(shí)刻約在第

 

h．
④在光合速率和呼吸速率曲線相交時(shí)，葉綠體中ATP的轉(zhuǎn)移方向

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：分析題圖：圖甲中，隨種植密度增大，田間的通風(fēng)、透光條件都變差，故與P點(diǎn)比，限制Q點(diǎn)光合強(qiáng)度的外界因素是光照、CO2濃度．
圖乙中，B點(diǎn)和F點(diǎn)為二氧化碳的平衡點(diǎn)，此時(shí)光合速率等于呼吸速率；在6～18h之間二氧化碳之所以不斷下降，是因?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度；比較圖中的A點(diǎn)和F點(diǎn)，可以看出一晝夜后即F點(diǎn)的二氧化碳濃度降低，因此表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．
圖丙第9-10h光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素中，可視為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，照光與不照光部分的生理過程中差別是光合作用是否進(jìn)行．
丁圖中，第9-10h光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是光照強(qiáng)度突然減弱，第5～7h呼吸作用加快，這是光合作用產(chǎn)生氧氣，氧氣濃度升高促進(jìn)有氧呼吸．

解答： 解：（1）由圖甲可知隨種植密度增大，田間的通風(fēng)、透光條件都變差，故與P點(diǎn)比，限制Q點(diǎn)光合強(qiáng)度的外界因素是光照、CO₂濃度．所以甲實(shí)驗(yàn)給我們的啟示是，在栽培農(nóng)作物時(shí)要注意合理密植．
（2）圖中B點(diǎn)和F點(diǎn)為二氧化碳的平衡點(diǎn)，此時(shí)光合速率等于呼吸速率；C→F段，光合作用較強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP由類囊體不斷向葉綠體基質(zhì)移動(dòng)，并在在葉綠體基質(zhì)中消耗產(chǎn)生ADP，因此在葉綠體基質(zhì)中ADP含量最高．C點(diǎn)時(shí)二氧化碳不斷下降，光合作用大于呼吸作用，因此此時(shí)存在氧氣的釋放．與C點(diǎn)相比，F(xiàn)點(diǎn)光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]減少．比較圖中的A點(diǎn)呵F點(diǎn)，可以看出一晝夜后即F點(diǎn)的二氧化碳濃度降低，該二氧化碳用于合成有機(jī)物儲(chǔ)存于植物體中，因此表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．乙圖給我們的啟示是，在密閉大棚種植作物時(shí)要注意及時(shí)補(bǔ)充CO₂．
（3）照光與不照光部分的生理過程中差別是光合作用是否進(jìn)行，但同時(shí)它們都進(jìn)行呼吸作用，b=葉片原重量+總光合作用-呼吸消耗，a=葉片原重量-呼吸消耗，因此b-a=總光合作用．
（4）①圖中可以看出，光合作用在8h前一直進(jìn)行，因此產(chǎn)生的氧氣不斷增多，導(dǎo)致第5～7h呼吸作用加快；第9-10h光合速率迅速下降，推測最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是光照強(qiáng)度減弱．
②第10h時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，因此產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體，若此環(huán)境因素（第10h時(shí)）維持不變，容器內(nèi)的O₂含量將逐漸下降并完全耗盡，而根系對(duì)無機(jī)鹽的吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，因此無機(jī)鹽的吸收速率將下降，此時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸，因此細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成為ATP合成的唯一場所．
③2h之后光合速率不變，而呼吸作用還在增強(qiáng)，因此該植物積累有機(jī)物速率最大的時(shí)刻是第2h時(shí)．在第9h，光合速率等于呼吸速率，之后光合速率將小于呼吸速率，因此在9h時(shí)積累有機(jī)物總量最多．
④在光合速率和呼吸速率曲線相交時(shí)，仍在進(jìn)行光合作用，因此葉綠體中ATP的轉(zhuǎn)移方向由類囊體（薄膜）到葉綠體基質(zhì)．
故答案為：
（1）光照（強(qiáng)度）、CO₂濃度　　   合理密植
（2）B、F    葉綠體基質(zhì)　　有　  下降   　是    因?yàn)橐粫円箖?nèi)大棚內(nèi)的CO₂濃度有所下降，說明光合產(chǎn)生的有機(jī)物有積累　      經(jīng)常補(bǔ)充CO₂
（3）光合作用制造的有機(jī)物總量
（4）①氧氣濃度（含量）升高        光照強(qiáng)度減弱
②線粒體         下降           細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
③2         9
④由類囊體（薄膜）到葉綠體基質(zhì)

點(diǎn)評(píng)：本題考查了環(huán)境因素對(duì)光合作用、呼吸作用的影響的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．