Question

9．對農作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導我們的農業生產．下面是某研究小組以番茄為材料所做的相關實驗及其結果，請回答相關問題．

（1）圖1表示植物葉肉細胞內兩個重要生理過程中C、H、O的變化．請據圖回答：
①圖中甲、乙生理過程所發生的場所分別是葉綠體、細胞質基質和線粒體．
②在光合作用的發現歷程中，魯賓和卡門探明了O₂的來源，卡爾文探明了卡爾文循環途徑．以上科學家在研究中都使用了同位素標記法技術，請用箭頭表示暗反應過程中¹⁴C的轉移途徑：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，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ADP的移動方向為從葉綠體基質到類囊體薄膜．
（4）將對稱葉片左側遮光右側曝光（如圖4），并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移．在適宜光照下照射12小時后，從兩側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小時內右側截取部分光合作用制造的有機物總量為b-ag（用字母表示）．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1中，甲是光合作用，乙是有氧呼吸，①是暗反應，②是光反應，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、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，因此表現出生長現象．
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．

解答 解：（1）①分析圖1 可知，甲是光合作用的過程，場所是葉綠體，乙是呼吸作用的過程，場所是細胞質基質和線粒體．②魯賓和卡門通過同位素示蹤法證明光合作用釋放的O₂來源水，設立的一組對照實驗：H₂¹⁸O和CO₂，H₂O和C¹⁸O₂．，卡爾文通過同位素示蹤法探究CO₂的固定過程中碳元素的轉移途徑為¹⁴CO₂→C₃→（CH₂O）．
（2）由圖2可知隨種植密度增大，田間的通風、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）圖中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；BD段，植物的光合作用和呼吸作用同時進行，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，導致吸收的CO₂多于產生的CO₂．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，該二氧化碳用于合成有機物儲存于植物體中，因此表現出生長現象．D點后，二氧化碳濃度增加，說明呼吸強度大于光合強度，故積累有機物最多的點是D點．
4）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．
故答案為：
（1）①葉綠體   細胞質基質和線粒體   ②同位素標記法    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   從葉綠體基質到類囊體薄膜
（4）b-a

點評 本題考查了環境因素對光合作用、呼吸作用的影響的有關知識，意在考查考生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；從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．