Question

9．對(duì)農(nóng)作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)．下面是某研究小組以番茄為材料所做的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果，請(qǐng)回答相關(guān)問題．

（1）圖1表示植物葉肉細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)重要生理過程中C、H、O的變化．請(qǐng)據(jù)圖回答：
①圖中甲、乙生理過程所發(fā)生的場(chǎng)所分別是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
②在光合作用的發(fā)現(xiàn)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(huán)途徑．以上科學(xué)家在研究中都使用了同位素標(biāo)記法技術(shù)，請(qǐng)用箭頭表示暗反應(yīng)過程中¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑：¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）．
（2）由圖2可推知，與P點(diǎn)相比，Q點(diǎn)限制番茄單株光合作用強(qiáng)度的外界因素最可能是光照強(qiáng)度、C0₂濃度．
（3）種植番茄的密閉大棚內(nèi)，一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖3所示．若番茄長(zhǎng)期處于圖3所示的環(huán)境條件下，其能否正常生長(zhǎng)？能，原因是一晝夜C0₂濃度降低，說明有有機(jī)物積累．圖3曲線中表示番茄光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等的點(diǎn)為BD（圖中字母表示），含有機(jī)物最多的點(diǎn)為D（圖中字母表示）．在圖3的B→D段，葉綠體內(nèi)ADP的移動(dòng)方向?yàn)閺娜~綠體基質(zhì)到類囊體薄膜．
（4）將對(duì)稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光（如圖4），并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种�間的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移．在適宜光照下照射12小時(shí)后，從兩側(cè)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(shí)內(nèi)右側(cè)截取部分光合作用制造的有機(jī)物總量為b-ag（用字母表示）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖1中，甲是光合作用，乙是有氧呼吸，①是暗反應(yīng)，②是光反應(yīng)，③是有氧呼吸第三階段，④是細(xì)胞呼吸第一階段．
圖2中，隨種植密度增大，田間的通風(fēng)、透光條件都變差，故與P點(diǎn)比，限制Q點(diǎn)光合強(qiáng)度的外界因素是光照、CO2濃度．
圖3中，B點(diǎn)和D點(diǎn)為二氧化碳的平衡點(diǎn)，此時(shí)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?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度；比較圖中的A點(diǎn)和E點(diǎn)，可以看出一晝夜后即E點(diǎn)的二氧化碳濃度降低，因此表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．
圖4中，可視為一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，照光與不照光部分的生理過程中差別是光合作用是否進(jìn)行．

解答 解：（1）①分析圖1 可知，甲是光合作用的過程，場(chǎng)所是葉綠體，乙是呼吸作用的過程，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(shè)立的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：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(zhuǎn)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(fēng)、透光條件都變差，故與P點(diǎn)比，限制Q點(diǎn)光合強(qiáng)度的外界因素是光照、CO₂濃度．
（3）圖中B點(diǎn)和D點(diǎn)為二氧化碳的平衡點(diǎn)，此時(shí)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(shí)進(jìn)行，在6～18h之間二氧化碳之所以不斷下降，是因?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，導(dǎo)致吸收的CO₂多于產(chǎn)生的CO₂．比較圖中的A點(diǎn)和E點(diǎn)，可以看出一晝夜后即E點(diǎn)的二氧化碳濃度降低，該二氧化碳用于合成有機(jī)物儲(chǔ)存于植物體中，因此表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．D點(diǎn)后，二氧化碳濃度增加，說明呼吸強(qiáng)度大于光合強(qiáng)度，故積累有機(jī)物最多的點(diǎn)是D點(diǎn)．
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(jìn)行，但同時(shí)它們都進(jìn)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體   ②同位素標(biāo)記法    ¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）
（2）光照強(qiáng)度   C0₂濃度
（3）能   一晝夜C0₂濃度降低，說明有有機(jī)物積累   BD   D   從葉綠體基質(zhì)到類囊體薄膜
（4）b-a

點(diǎn)評(píng) 本題考查了環(huán)境因素對(duì)光合作用、呼吸作用的影響的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(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，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．