Question

19．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，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）圖1表示植物葉肉細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)重要生理過(guò)程中C、H、O的變化．請(qǐng)據(jù)圖回答：
①圖中甲、乙生理過(guò)程所發(fā)生的場(chǎng)所分別是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
②在光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程中，魯賓和卡門探明了O₂的來(lái)源，卡爾文探明了卡爾文循環(huán)途徑．以上科學(xué)家在研究中都使用了同位素標(biāo)記法技術(shù)，請(qǐng)用箭頭表示暗反應(yīng)過(guò)程中¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑：¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）．
（2）由圖2可推知，與P點(diǎn)相比，Q點(diǎn)限制番茄單株光合作用強(qiáng)度的外界因素最可能是光照強(qiáng)度、C0₂濃度．
（3）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3所示．若番茄長(zhǎng)期處于圖3所示的環(huán)境條件下，其能否正常生長(zhǎng)？能，原因是一晝夜C0₂濃度降低，
說(shuō)明有有機(jī)物積累．圖3曲線中表示番茄光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等的點(diǎn)為BD（圖中字母表示），含有機(jī)物最多的點(diǎn)為D（圖中字母表示）．在圖3的B→D段，葉綠體內(nèi)ADP的移動(dòng)方向?yàn)閺娜~綠體基質(zhì)到類囊體薄膜．
（4）將對(duì)稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光（如圖4），
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12小時(shí)內(nèi)右側(cè)截取部分光合作用制造的有機(jī)物總量為b-ag（用字母表示）．
（5）圖5所示裝置可用來(lái)探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響．根據(jù)該圖的材料及設(shè)置，可以確定該實(shí)驗(yàn)的因變量應(yīng)該是單位時(shí)間內(nèi)上浮葉圓片的數(shù)量（浮起相同數(shù)目葉圓片所需時(shí)間）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖1中，甲是光合作用，乙是有氧呼吸，①是暗反應(yīng)，②是光反應(yīng)，③是有氧呼吸第三階段，④是細(xì)胞呼吸第一階段．
圖2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3中，B點(diǎn)和D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E點(diǎn)，可以看出一晝夜后即E點(diǎn)的二氧化碳濃度降低，因此表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．
圖4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(guò)程中差別是光合作用是否進(jìn)行．
裝置5可用來(lái)探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，因此實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，因變量應(yīng)該是反映光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)是葉片上浮速率或一定時(shí)間內(nèi)圓葉片浮起的數(shù)量．

解答 解：（1）①據(jù)圖1分析，甲是光合作用，乙是有氧呼吸，所發(fā)生的場(chǎng)所分別是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
②卡爾文循環(huán)實(shí)驗(yàn)使用了同位素標(biāo)記法，暗反應(yīng)過(guò)程中¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑為¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）．
（2）由圖2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．
（3）比較圖中的A點(diǎn)和E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(zhǎng)現(xiàn)象．圖3中，B點(diǎn)和D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．其中D點(diǎn)二氧化碳濃度最低，有機(jī)物積累最多．B→D段，二氧化碳濃度不斷降低，光合作用大于呼吸作用，葉綠體內(nèi)ADP的移動(dòng)方向?yàn)閺娜~綠體基質(zhì)到類囊體薄膜．
（4）圖4中，照光與不照光部分的生理過(guò)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．
（5）圖5中，該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度或燈泡距燒杯的距離，因變量應(yīng)該是反映光合作用強(qiáng)度的指標(biāo)是葉片上浮速率或一定時(shí)間內(nèi)圓葉片浮起的數(shù)量，而影響光合作用強(qiáng)度的其他因素都是無(wú)關(guān)變量．
故答案為：
（1）①葉綠體   細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體   ②同位素標(biāo)記法    ¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）
（2）光照強(qiáng)度   C0₂濃度   
（3）能   一晝夜C0₂濃度降低，說(shuō)明有有機(jī)物積累    BD   D   從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜   
（4）b-a   （5）單位時(shí)間內(nèi)上浮葉圓片的數(shù)量（浮起相同數(shù)目葉圓片所需時(shí)間）

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(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)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．