Question

9．請結合下列兩組實驗過程和結果分析回答問題．
實驗一：為研究種植密度較高的玉米田中去頂部葉對單株和群體產量的影響，研究者選取開花后3天的植株進行處理，從頂部去除不同數量葉片，每隔13天測定穗位葉的葉綠素含量和光合速率（代表單株產量），同時在一定面積的樣方中測定群體玉米籽粒中有機物的積累量（代表群體產量），結果如圖1、如表．（備注：穗位葉位于植株中下部，其生長狀況直接影響玉米籽粒中有機物的積累量，其光合產物可向各部位運輸．）

去除葉片 的數量	單株產量 （kg）	群體產量 （kg）
0	1.2	50
2	1.4	69
4	1.7	39
6	1.9	23

（1）葉綠素分布于組成葉綠體基粒的類囊體薄膜上，光反應階段產生的ATP和[H]將直接參與暗反應階段中C₃的還原過程，進而形成有機物．
（2）由圖1可知，去葉13天測定時，穗位葉的葉綠素含量隨著去葉程度的增強（或：去葉數量的增多）而增大．種植密度較高的玉米田中，影響玉米葉片光合速率的外界因素主要有光照強度（或光照強度和CO₂濃度）．
（3）由圖1、表結果可推測，種植密度較高的玉米田中去除2片頂部葉片，可使玉米單株光合速率和群體光合速率都增加．
（4）由表可知，隨頂部去除葉片數量增加，單株的光合速率持續增加，但群體產量趨勢是先增加后又降低，根據相關信息，推測可能的原因是去除較多頂葉會導致穗位葉向玉米籽粒的有機物輸入量減少（增加、減少或不變）．
（5）為確認穗位葉的光合產物是否向遮光葉片運輸而導致減產，可進一步設計實驗：對玉米植株頂部2片葉遮光處理；用透明袋包住穗位葉，不影響其正常生長．實驗時向包住穗位葉的透明袋中通入¹⁴CO₂（或C¹⁸O_2\帶有放射性標記的CO₂），其他生長條件適宜，一段時間后檢測頂部2片遮光葉片是否有放射性．
實驗二：研究者又選品種優良的玉米和花生，分別單獨種植和間行種植，生長相同且適宜時間后，分別測植株的光合速率，結果如圖2：
（6）根據實驗二結果，當光照強度為1個單位時，玉米單獨種植時單位時間單位葉面積上積累的有機物量＜（＞、＜或=）間行種植，花生單獨種植時單位時間單位葉面積上積累的有機物量＜（＞、＜或=）間行種植．
（7）間行種植與單獨種植相比，玉米達到最大光合速率所需的光照強度強，花生達到最大光合速率所需的光照強度弱（強、弱）．

Answer 1

分析 1、植物在光照條件下進行光合作用，光合作用分為光反應階段和暗反應階段，光反應階段在葉綠體的類囊體薄膜上進行水的光解，產生ATP和[H]，同時釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應階段三碳化合物的還原，細胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進行，為細胞的各項生命活動提供能量．
2、圖2是玉米和花生單獨種植和間行種植測得的植株的光合速率．

解答 解：（1）葉綠素分布于組成葉綠體基粒的類囊體（或：囊狀結構）薄膜上，光反應階段產生的ATP和[H]將直接參與暗反應階段中C₃的還原過程，進而形成有機物．
（2）由圖1可知，去葉13天測定時，穗位葉的葉綠素含量隨著去葉程度的增強（或：去葉數量的增多）而增大．種植密度較高的玉米田中，玉米葉片相互遮光，影響光合作用的主要因素是光照強度（或光照強度和CO₂濃度）．
（3）本實驗中，穗位葉的葉綠素含量始終高于空白對照組的處理為去除2片葉．
（4）由圖2可知，隨頂部去除葉片數量增加，單株的光合速率持續增加，原因可能是穗位葉獲得的光照和二氧化碳更充足．已知其他葉片的光合產物能補充穗位葉生長和玉米籽粒發育所需，若去除頂部葉片過多，可導致穗位葉和玉米籽粒的有機物輸入量降低，使其積累的有機物減少，造成減產．
（5）為確認穗位葉的光合產物是否向遮光葉片運輸而導致減產，可進一步設計實驗：對玉米植株頂部2片葉遮光處理；用透明袋包住穗位葉，不影響其正常生長．實驗時向包住穗位葉的透明袋中通入帶有放射性標記的CO₂，其他生長條件適宜，一段時間后檢測頂部2片遮光葉片是否有放射性．保證頂部2片葉不能進行光合作用合成有機物，如果一段時間后檢測頂部2片遮光葉片有放射性，說明穗位葉的光合產物會向遮光葉片運輸，從而導致減產；如果沒有放射性，則相反．
（6）根據實驗二結果可知，當光照強度為1個單位時，玉米和花生單獨種植時單位時間單位葉面積上積累的有機物量都小于間行種植的．
（7）由圖可知，間行種植與單獨種植相比，玉米達到最大光合速率所需的光照強度強，花生達到最大光合速率所需的光照強度弱．
故答案為：
（1）類囊體   C₃的還原
（2）去葉程度的增強（或：去葉數量的增多）    光照強度（或光照強度和CO₂濃度）
（3）2
（4）單株   減少
（5）¹⁴CO₂（或C¹⁸O_2\帶有放射性標記的CO₂）
（6）＜＜
（7）強　弱

點評 本題考查光合作用，意在考查考生能理解所學知識的要點；具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理．