Question

19．對農(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)實驗及其結(jié)果，請回答相關(guān)問題．

（1）圖1表示植物葉肉細胞內(nèi)兩個重要生理過程中C、H、O的變化．請據(jù)圖回答：
①圖中甲、乙生理過程所發(fā)生的場所分別是葉綠體、細胞質(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)，請用箭頭表示暗反應(yīng)過程中¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑：¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）．
（2）由圖2可推知，與P點相比，Q點限制番茄單株光合作用強度的外界因素最可能是光照強度、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．若番茄長期處于圖3所示的環(huán)境條件下，其能否正常生長？能，原因是一晝夜C0₂濃度降低，
說明有有機物積累．圖3曲線中表示番茄光合作用強度與呼吸作用強度相等的點為BD（圖中字母表示），含有機物最多的點為D（圖中字母表示）．在圖3的B→D段，葉綠體內(nèi)ADP的移動方向為從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜．
（4）將對稱葉片左側(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小時內(nèi)右側(cè)截取部分光合作用制造的有機物總量為b-ag（用字母表示）．
（5）圖5所示裝置可用來探究光照強度對光合作用強度的影響．根據(jù)該圖的材料及設(shè)置，可以確定該實驗的因變量應(yīng)該是單位時間內(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點比，限制Q點光合強度的外界因素是光照、CO2濃度．
圖3中，B點和D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E點，可以看出一晝夜后即E點的二氧化碳濃度降低，因此表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．
圖4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．
裝置5可用來探究光照強度對光合作用強度的影響，因此實驗的自變量是光照強度，因變量應(yīng)該是反映光合作用強度的指標(biāo)是葉片上浮速率或一定時間內(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)生的場所分別是葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
②卡爾文循環(huán)實驗使用了同位素標(biāo)記法，暗反應(yīng)過程中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點比，限制Q點光合強度的外界因素是光照、CO₂濃度．
（3）比較圖中的A點和E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．圖3中，B點和D點為二氧化碳的平衡點，此時光合速率等于呼吸速率．其中D點二氧化碳濃度最低，有機物積累最多．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的移動方向為從葉綠體基質(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．
（5）圖5中，該實驗的自變量是光照強度或燈泡距燒杯的距離，因變量應(yīng)該是反映光合作用強度的指標(biāo)是葉片上浮速率或一定時間內(nèi)圓葉片浮起的數(shù)量，而影響光合作用強度的其他因素都是無關(guān)變量．
故答案為：
（1）①葉綠體   細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體   ②同位素標(biāo)記法    ¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）
（2）光照強度   C0₂濃度   
（3）能   一晝夜C0₂濃度降低，說明有有機物積累    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)目葉圓片所需時間）

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(guān)知識，意在考查考生能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、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．