Question

13．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(chǎn)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）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV輻射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2濃度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV輻射和CO2濃度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）據(jù)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CO₂濃度倍增，加快了碳反應的速率；另一方面是由于葉綠素含量增加，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降低（抵消）UV輻射增強對光合作用的影響．
（2）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組植株中生長素的含量．若檢測結果是C組生長素含量高于A組，則支持假設．
（3）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(chǎn)生．

上述實驗結果表明，基粒類囊體合成ATP的原因是膜內外存在H+梯度（H+濃度差）．
據(jù)此推測，葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是使水分解產(chǎn)生H+；使類囊體膜內外之間產(chǎn)生H+梯度（H+濃度差）．

Answer 1

分析 1、分析表格中數(shù)據(jù)可以看出：
（1）AB對照：變量是否UV照射，經(jīng)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(jīng)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、分析圖象：表示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，一段時間后，有ATP產(chǎn)生是由于膜內外存在H⁺梯度（H⁺濃度差）使水分解．

解答 解：（1）據(jù)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CO₂濃度倍增，加快了碳反應的速率；另一方面是由于葉綠素含量增加，使光反應速率也加快．D組光合速率與對照相比無顯著差異，說明CO₂濃度倍增對光合作用的影響可以抵消UV輻射增強對光合作用的影響．
（2）由表可知，CO₂濃度倍增可以促進番茄植株生長．研究者認為，這可能與CO₂參與了生長素的合成啟動有關．要檢驗此假設，還需要測定A、C組植株中的生長素含量含量．如檢測結果是C組生長素含量高于A組，則支持假設．
（3）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(chǎn)生H⁺濃度差而產(chǎn)生ATP．
故答案為：
（1）CO₂ 濃度倍增   葉綠素    降低（抵消）
（2）生長素     C組生長素含量高于A組
（3）膜內外存在H+梯度（H+濃度差）   使水分解產(chǎn)生H+；使類囊體膜內外之間產(chǎn)生H+梯度（H+濃度差）

點評 本題考查光合作用相關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，從題目所給的數(shù)據(jù)中獲取有效信息，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．