Question

對農(nóng)作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導我們的農(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實驗及其結果．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．請回答相關問題：

（1）由甲圖可推知，與P點相比，Q點限制單株光合強度的外界因素是

 

（寫出兩種），甲實驗給我們的啟示是，在栽培農(nóng)作物時要注意

 

．
（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對應的是圖中的

 

點；C→F段，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的地方是

 

；C點時番茄有沒有釋放氧氣？

 

；與C點相比，F(xiàn)點光反應[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要注意

 

．
（3）將對稱葉片左側遮光右側曝光處理（如圖丙），并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种�間的物質和能量的轉移．在適宜光照下照射12小時后，從兩側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小時內(nèi)右側截取部分

 

．
（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時產(chǎn)生ATP的細胞器是

 

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

 

，此時

 

成為ATP合成的唯一場所．
③該植物積累有機物速率最大的時刻是第

 

h時，積累有機物總量最多的時刻約在第

 

h．
④在光合速率和呼吸速率曲線相交時，葉綠體中ATP的轉移方向

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細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、透光條件都變差，故與P點比，限制Q點光合強度的外界因素是光照、CO2濃度．
圖乙中，B點和F點為二氧化碳的平衡點，此時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，是因為光合作用強度大于呼吸作用強度；比較圖中的A點和F點，可以看出一晝夜后即F點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，可視為一組對照實驗，照光與不照光部分的生理過程中差別是光合作用是否進行．
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、透光條件都變差，故與P點比，限制Q點光合強度的外界因素是光照、CO₂濃度．所以甲實驗給我們的啟示是，在栽培農(nóng)作物時要注意合理密植．
（2）圖中B點和F點為二氧化碳的平衡點，此時光合速率等于呼吸速率；C→F段，光合作用較強，光反應產(chǎn)生的ATP由類囊體不斷向葉綠體基質移動，并在在葉綠體基質中消耗產(chǎn)生ADP，因此在葉綠體基質中ADP含量最高．C點時二氧化碳不斷下降，光合作用大于呼吸作用，因此此時存在氧氣的釋放．與C點相比，F(xiàn)點光照強度減弱，光反應產(chǎn)生的[H]減少．比較圖中的A點呵F點，可以看出一晝夜后即F點的二氧化碳濃度降低，該二氧化碳用于合成有機物儲存于植物體中，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要注意及時補充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行，但同時它們都進行呼吸作用，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前一直進行，因此產(chǎn)生的氧氣不斷增多，導致第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)境因素是光照強度減弱．
②第10h時只進行呼吸作用，因此產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體，若此環(huán)境因素（第10h時）維持不變，容器內(nèi)的O₂含量將逐漸下降并完全耗盡，而根系對無機鹽的吸收方式為主動運輸，主動運輸需要消耗能量，因此無機鹽的吸收速率將下降，此時只進行無氧呼吸，因此細胞質基質成為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，因此該植物積累有機物速率最大的時刻是第2h時．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時積累有機物總量最多．
④在光合速率和呼吸速率曲線相交時，仍在進行光合作用，因此葉綠體中ATP的轉移方向由類囊體（薄膜）到葉綠體基質．
故答案為：
（1）光照（強度）、CO₂濃度　　   合理密植
（2）B、F    葉綠體基質　　有　  下降   　是    因為一晝夜內(nèi)大棚內(nèi)的CO₂濃度有所下降，說明光合產(chǎn)生的有機物有積累　      經(jīng)常補充CO₂
（3）光合作用制造的有機物總量
（4）①氧氣濃度（含量）升高        光照強度減弱
②線粒體         下降           細胞質基質
③2         9
④由類囊體（薄膜）到葉綠體基質

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