Question

某研究小組用番茄進行光合作用和呼吸作用的實驗，結合所給材料，回答相關問題．
（1）實驗一：探究單株番茄光合作用強度與種植密度的關系，結果如甲圖所示．與M點相比，N點限制單株光合作用強度的外界因素是

 

、

 

．實驗還發(fā)現(xiàn)，不僅單株番茄光合作用強度與種植密度呈負相關關系，番茄植株的生長也與種植密度呈負相關．番茄生長的調節(jié)方式是

 

，與番茄果實發(fā)育關系最密切的是

 

，環(huán)境溫度降低時，該物質運輸速度會

 

．

（2）實驗二：測量種植番茄的密閉大棚內一晝夜空氣中的CO₂含量變化，結果如乙圖所示．圖中表示番茄光合作用和呼吸作用強度相等的點是

 

．B→C段曲線變化的原因是

 

．若在C點突然提高CO₂濃度，葉綠體內ADP含量和C₃含量依次將

 

和

 

（增加；減少；不變）．
（3）實驗三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明顯下降的主要原因是葉片氣孔關閉，吸收CO₂減少，直接影響

 

過程；隨著干旱的延續(xù)，番茄根細胞嚴重失水，可能出現(xiàn)

 

現(xiàn)象，最終導致死亡．
（4）實驗四：采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強度進行測定，其原理是：將對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做處理（如圖丙），并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|和能量轉移．在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為M_A、M_B，獲得相應數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/（dm²?h）．若M=M_B-M_A，則M表示

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,細胞呼吸的過程和意義,生長素的作用以及作用的兩重性

專題：

分析：分析甲圖：圖甲表示種植密度對單株植物光合作用的影響．合理密植有利于植物合理的利用光照，并能保證植物周圍環(huán)境中有充足的二氧化碳．
分析乙圖：圖乙為種植番茄的密閉大棚內一晝夜空氣中的CO₂含量變化．圖中AB段和DE段，呼吸速率大于光合速率，所以大棚內CO₂含量逐漸升高；BD段，光合速率大于呼吸速率，因此大棚內CO₂含量逐漸降低；B點和D點，光合速率等于呼吸速率．
分析丙圖：圖丙表示采用“半葉法”測定番茄葉片的光合作用強度．相同時間段內遮光部分只進行了細胞呼吸，而曝光部分細胞呼吸和光合作用同時進行．

解答： 解：（1）實驗一：合理密植有利于植物合理的利用光照，同時能保證植物周圍環(huán)境中有充足的二氧化碳．N點與M點相比較，N點的種植密度過大，植株間的相互影響會導致光照減弱，同時也會導致植物周圍環(huán)境中的二氧化碳濃度降低，進而導致單株植物光合作用強度降低．植物生長的調節(jié)方式只有激素調節(jié)，所以番茄生長的調節(jié)方式是激素調節(jié)，與番茄果實發(fā)育關系最密切的是生長素，生長素的運輸方式為極性運輸，是一種主動運輸，環(huán)境溫度降低時，細胞呼吸降低，能量產生減少，所以該物質運輸速度會減慢．
（2）實驗二：圖乙中，二氧化碳濃度的變化是由光合作用和細胞呼吸共同作用的結果，其變化趨勢取決于兩者間的相對強度．B、D兩點時，曲線的斜率為0，即二氧化碳濃度不變，此時光合作用和呼吸作用強度相等．B→C段，光合作用強度大于呼吸作用強度，植物大量吸收CO₂，故大棚內二氧化碳濃度不斷降低．若在C點突然提高CO₂濃度，直接影響了暗反應中二氧化碳的固定過程，因此C₃合成量增加．葉綠體內的ADP是暗反應階段C₃還原過程中產生的，C₃含量增加，故C₃還原過程中產生的ADP含量增加．
（3）實驗三：若遭遇干旱，初期番茄光合作用速率明顯下降的主要原因是葉片氣孔關閉，吸收CO₂減少，直接影響暗反應過程；隨著干旱的延續(xù)，番茄根細胞嚴重失水，可能出現(xiàn)質壁分離現(xiàn)象，最終導致死亡．
（4）相同時間段內遮光部分只進行了細胞呼吸，而曝光部分細胞呼吸和光合作用同時進行．實驗開始時兩者的起始質量相同（可設為a），則兩者的重量差M=M_B-M_A=（a+6小時內光合作用合成量-6小時內細胞呼吸消耗量）-（a-6小時內細胞呼吸消耗量）=6小時內光合作用合成量．
故答案為：
（1）光照強度　          CO₂濃度　        激素調節(jié)　         生長素　        減慢
（2）B、D（缺一不可）    光合作用強度大于呼吸作用強度，植物大量吸收CO₂（合理即給分）       增加             增加
（3）暗反應            質壁分離
（4）B葉片被截取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量

點評：本題以實驗為背景，以坐標曲線為載體，考查影響光合作用的因素及光合作用和細胞呼吸的綜合計算，要求考生識記光合作用和細胞呼吸的過程，掌握影響光合作用速率的因素，能準確判斷曲線圖中各點或各區(qū)段的含義，能分析題圖提取有效信息答題．要注意，對于綠色植物來說，在有光的條件下可以進行光合作用，也可以進行細胞呼吸，在黑暗條件下只能進行細胞呼吸，所以要想研究植物的光合作用，先要研究細胞呼吸與光合作用的關系．光合作用合成有機物，而呼吸作用分解有機物．光合作用為呼吸作用提供有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．