Question

12．為研究影響植物光合速率的因素，科研人員進行了相關實驗．請據圖回答：

（1）圖1所示過程發生的場所在葉綠體的基質光，圖中的ATP來自于光反應（或葉綠色素吸收的光能）．
（2）圖2可知，在15℃時，光合作用速率為呼吸作用速率的3.5倍，假設每天光照按12小時計算，則最有利于植物生長的溫度是20℃．
（3）為研究植物遭遇連續干旱時光合作用速率下降的原因，人們進行了如下的實驗．實驗前植株正常灌水，并給予正常光照及其他理想條件．自實驗開始后，除實驗組停止灌水使土壤逐漸干旱外，其他條件均不變．從停水處理后的第一天開始，每隔3d取樣一次（早晨8：30～9：30取樣，葉片取自幼苗頂端第5～6片葉），分別測定葉片光合色素含量、胞間CO₂濃度、葉片光合速率等數據，并繪制圖象如下：（a曲線為對照組，b曲線為干旱實驗組）．據圖分析，0～6天內，丙圖中b曲線下降的原因是光合色素含量下降，胞間CO₂濃度降低；6天后，乙圖中b曲線上升的原因是光合作用消耗的CO₂小于呼吸作用釋放的CO₂．

Answer 1

分析 分析題圖：圖1為暗反應過程，A為五碳化合物，B是三碳化合物，C是還原氫，
圖2是溫度影響某綠色植物光合作用與呼吸作用的研究結果．黑暗中釋放CO₂的量表示呼吸速率；光照下吸收CO₂的量代表凈光合速率．
圖3中a曲線為對照組、b曲線為實驗組，從曲線趨勢可以看出，停止灌水的實驗組的葉片光合色素含量、胞間CO₂濃度、葉片光合速率等數據均低于對照組的數據，并且光合色素含量和葉片光合速率的趨勢基本是同步的．

解答 解：（1）圖1所示過程是暗反應，發生的場所在葉綠體的基質，圖中的ATP來自于 光反應．
（2）圖2中，黑暗中釋放CO₂的量表示呼吸速率，光照下吸收CO₂的量代表凈光合速率，而光合速率=呼吸速率+凈光合速率．圖2中可以看出，在15℃時，呼吸作用速率為1，凈光合速率為2.5，則光合作用速率=呼吸速率+凈光合速率=3.5，因此光合速率為呼吸作用速率的3.5倍．
假設每天光照12小時，則一天中植物有機物的積累量=白天12小時的凈光合速率-夜間12小時的呼吸速率，代入圖中數據可知，最有利于植物生長的溫度是20℃．
（3）根據圖示過程中O-6天內，隨時間增加，實驗組甲圖中光合色素的含量逐漸下降，乙圖胞間CO₂濃度也逐漸降低，受光合色素和胞間CO₂濃度的影響，丙曲線中光合速率也隨之下降；光合色素和胞間CO₂濃度主要影響光合速率使之降低，對呼吸速率影響不大，所以乙圖中b曲線上升是由于葉片的呼吸作用放出的CO₂大于光合作用消耗的CO₂．此時限制光合作用的主要因素是光合色素含量．
故答案為：
（1）基質    光反應（或葉綠色素吸收的光能）  
（2）3.5    20℃
（3）光合色素含量下降，胞間CO₂濃度降低       光合作用消耗的CO₂小于呼吸作用釋放的CO₂

點評 本題考查光合作用過程、呼吸作用的相關知識，意在考查考生從題干中獲取信息的能力，并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．