Question

（16分）為探究CO2濃度上升及紫外線（UV）輻射強(qiáng)度增加對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，研究人員人工模擬一定量的UV輻射和CO2濃度處理番茄幼苗，直至果實(shí)成熟，測定了番茄株高及光合作用相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見下表。請(qǐng)分析回答：

分組及實(shí)驗(yàn)處理	株高（cm）	葉綠素含量(mg·g-1)	光合速率(μmol -2s-1)
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	對(duì)照(自然條件)	21.5	35.2	54.3	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV輻射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2濃度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV輻射和CO2濃度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）番茄葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生和利用CO2的具體部位分別是 。

（2）據(jù)表分析，C組光合速率明顯高于對(duì)照組，其原因一方面是由于 ，加快了碳反應(yīng)的速率；另一方面是由于 含量增加，使光反應(yīng)速率也加快。D組光合速率與對(duì)照組相比無顯著差異，說明CO2濃度倍增對(duì)光合作用可以 UV輻射增強(qiáng)對(duì)光合作用的影響。

（3）由表可知，CO2濃度倍增可促進(jìn)番茄幼苗生長。有研究者認(rèn)為，這可能與CO2參與了植物生長素的合成啟動(dòng)有關(guān)。要檢驗(yàn)此假設(shè)，還需要測定A、C組植株中 的含量。若檢測結(jié)果是 ，則支持假設(shè)。

（4）科學(xué)家在黑暗時(shí)把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中（如下圖）。一段時(shí)間后，有ATP產(chǎn)生。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基粒類囊體合成ATP的原因是 。據(jù)此推測，葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是

Answer 1

（1）線粒體基質(zhì) 葉綠體基質(zhì)（細(xì)胞溶膠） （2）CO2濃度倍增 葉綠素 降低

（3）生長素 C組生長素含量高于A組 （4）膜內(nèi)外存在H+梯度（H+濃度差）

使水分解產(chǎn)生H+；使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生H+梯度（H+濃度差）

【解析】

試題分析：（1）丙酮酸與水在線粒體基質(zhì)中反應(yīng)生成CO2；CO2參與光合作用的暗反應(yīng)，在葉綠體基質(zhì)與C5結(jié)合，形成的C3被還原劑NADPH（[H]）還原成葡萄糖。

（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，C組的處理為CO2濃度倍增，光合速率明顯高于對(duì)照組，可能是作為光合作用原料的CO2濃度倍增，加快了碳反應(yīng)速率；從表中數(shù)據(jù)可以看出，另一個(gè)可能原因是葉綠素含量增加，光反應(yīng)速率加快。觀察A組和D組，光合速率相差不大，說明CO2濃度倍增對(duì)光合作用的影響可以降低UV輻射增強(qiáng)對(duì)光合作用的影響。

（3）若CO2濃度倍增可以促進(jìn)番茄植株生長是因?yàn)榇龠M(jìn)了生長素的合成，則還需要測定A、C組植株中生長素的含量，若生長素含量C組高于A組，則假說成立。

（4）根據(jù)題意可知，將葉綠體基粒由pH=4的溶液中移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中，導(dǎo)致類囊體膜內(nèi)外存在H+濃度差，一段時(shí)間后有ATP產(chǎn)生，據(jù)此可推測葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是使水分解產(chǎn)生H+，使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生H+濃度差，有利于ATP的生成。

考點(diǎn)：本題考查影響光合作用的因素，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，能分析、處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力。