Question

7．為探究CO₂濃度上升及紫外線輻射對農業生產的影響，研究人員分別用紫外線輻射番茄幼苗和用一定濃度的CO₂處理番茄幼苗，直至果實成熟，期間測定了番茄株高及光合作用相關的生理指標，結果見下表．回答下列問題：

分組及實驗處理		株高（cm）			葉綠素含量（mg•g-1 gc1）			光合速率 （umol•m-2•s-1）
		15天	30天	45天	15天	30天	45 天
A	對照（自然條件）	21.5	35.2	54.3	1.65	2.0	2.0	8.86
B	紫外線輻射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	O2濃度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28

（1）C組番茄葉肉細胞中產生和利用CO₂的部位分別是線粒體基質 和葉綠體基質 （填具體部位）．
（2）根據實驗結果可知，紫外線輻射導致番茄幼苗光合作用減弱是因為紫外線輻射使植物葉綠素含量 降低．葉綠素具有的作用是吸收光能（吸收、傳遞、轉換光能）．
（3）據表分析，C組光合速率明顯高于對照組，其原因一方面是由于C0₂濃度倍增，加快了暗反應的速率，另一方面是由于葉綠素含量增加，使光反應速率也加快．
（4）由表可知，CO₂濃度倍增可促進番茄幼苗生長．有研究者認為，這可能與CO₂參與了植物生長素的合成啟動有關．要檢驗此假設，還需要測定A、C組植株中生長素的含量． 若檢測結果是C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量，則支持假設．
（5）將長勢相同的番茄幼苗分成若干組，在不同的溫度下先暗處理1h，測得其干重的變化如甲曲線所示．再將每組置于光照充足的條件下照射1h，測得其干重的變化如乙曲線所示．

①在充足光照條件下植物生長最快的溫度是28℃．
②光合作用酶最適溫度是28℃．

Answer 1

分析 1、由表格信息可知，B與A組相比，該實驗的自變量是否用紫外線輻射，與A組相比，B組在相同時間株高，葉綠素含量、光合作用速率都降低，因此可以推測輻射最可能能引起葉綠素含量降低，影響光反應進而影響暗反應，從而使光合速率和株高降低；A、C相比，自變量是二氧化碳濃度，C組二氧化碳濃度倍增，與A組相比相同時間內株高、葉綠素含量及光合速率增加，C組光合速率明顯高于對照組的原因是二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳濃度大，暗反應加快，同時葉綠素含量增加，光反應速度增大．
2、由題圖曲線可知，將長勢相同的番茄幼苗分成若干組，在不同的溫度下先暗處理1h，干重變化是29℃干重達到最低值，說明呼吸作用的最適宜溫度是29℃；低于29℃，溫度低酶活性降低，細胞呼吸分解的有機物少，高于29℃，溫度升高，酶活性降低甚至失去活性，干重減少量小，甚至不減少；再將每組置于光照充足的條件下照射1h，測得其干重的變化，說明28℃時有機物積累最多，是植物生長的最適宜溫度．

解答 解：（1）葉肉細胞中產生二氧化碳的過程是有氧呼吸第二階段，發生在線粒體中，消耗二氧化碳的過程是暗反應，發生在葉綠體基質中．
（2）葉綠素具有吸收、傳遞和轉換光能的作用，由分析可知，紫外線輻射導致番茄幼苗葉綠素含量降低而影響光合作用．
（3）二氧化碳濃度是光合作用的原料，二氧化碳倍增能加快暗反應的進行進而使光合作用合成的有機物增加，葉綠體具有吸收、傳遞和轉換光能的作用，葉綠素含量增加，通過促進光反應而加快光合作用過程中有機物的合成．
（4）由題意知，該實驗的目的是探究CO₂是否參與了植物生長素的合成啟動，實驗的自變量是二氧化碳濃度，因變量是生長素含量，因此可以通過測定A組、C組生長素濃度進行判斷，如果C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量，則說明CO₂參與了植物生長素的合成啟動．
（5）①由分析可知，在充足光照條件下，28℃溫度條件下，有機物積累量最大，是植物生長最快的溫度．
②由曲線可知，28℃時植物實際光合作用強度最大，是光合作用的最適宜溫度．
故答案為：
（1）線粒體基質      葉綠體基質
（2）紫外線輻射使植物葉綠素含量降低        吸收光能（吸收、傳遞、轉換光能）
（3）C0₂濃度倍增        葉綠素
（4）C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量
①28℃②28℃

點評 本題旨在考查學生理解光反應和暗反應之間的關系、細胞呼吸與光合作用之間的關系、影響光合作用的因素、溫度對光合作用和細胞呼吸的影響，把握知識的內在聯系，形成知識網絡，并學會應用相關知識結合實驗數據和曲線進行推理、綜合解答問題．