Question

某地區(qū)的春季陰天較多，光照弱，極易導(dǎo)致西紅柿減產(chǎn)，為此研究人員研究了影響西紅柿光合作用的相關(guān)因素，結(jié)果如下．

光照強(qiáng)度	土壤含水量  （%）	葉綠素a含量  （mg/cm2）	葉綠素b含量 （mg/cm2）	C5的再生速率  （μmol/m2?s）
正常光	80	0.018	0.004	1.9
	40	0.028	0.007	1.6
弱光	80	0.017	0.004	1.2
	40	0.025	0.007	1.4

（1）實(shí)驗(yàn)表明，光照減弱時(shí)，會(huì)使葉綠素

 

（a或b）的含量下降，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]不足，直接影響暗反應(yīng)中

 

過程．
（2）據(jù)表分析，在

 

條件下，西紅柿的產(chǎn)量最低．此時(shí)，若在大田中應(yīng)采取

 

措施來提高產(chǎn)量；此時(shí)若在溫室中可采取

 

措施來提高產(chǎn)量．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，西紅柿植株頂部和底部沒有明顯溫差的情況下，頂部葉片的凈光合作用速率高于底部葉片的主要原因是

 

．底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱的原因可能是

 

．
（4）科研人員在研究中還發(fā)現(xiàn)，西紅柿葉綠體含少量DNA和小核糖體．只有在光照下，發(fā)育過程中的葉綠體才逐漸形成葉綠素、內(nèi)膜及其中的各種酶，mRNA也顯著增多．葉綠體中增大受光面積的結(jié)構(gòu)是

 

，葉綠體基因表達(dá)主要受

 

的調(diào)節(jié)．
（5）圖甲表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對(duì)該植物真正光合速率（實(shí)線）和呼吸速率（虛線）的影響．由甲可知，與

 

有關(guān)的酶對(duì)高溫更為敏感．當(dāng)環(huán)境溫度為35℃時(shí)，該植物的有機(jī)物凈積累量約為

 

mg/h（用CO₂的量表示）．乙圖是在此溫度條件下繪制成的曲線，如果溫度改為20℃，b點(diǎn)將向

 

移動(dòng)．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,細(xì)胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：分析表格可知，光照強(qiáng)度和土壤中含水量都會(huì)影響西紅柿的產(chǎn)量，光照強(qiáng)度通過影響西紅柿西紅柿葉綠素a的含量影響光合作用，弱光、含水量高時(shí)C₅的再生速率
很低，即光合作用速率很低，西紅柿的產(chǎn)量低；分析甲圖曲線可知，溫度對(duì)于光合作用和呼吸作用的速率都有影響，溫度通過影響酶的活性影響光合作用和呼吸作用，溫度對(duì)光合作用酶的活性的影響更大，因此光合作用對(duì)溫度變化更敏感；分析乙圖曲線可知，a點(diǎn)表示呼吸作用強(qiáng)度，b點(diǎn)表示光合作用與呼吸作用相等，該點(diǎn)為光的補(bǔ)償點(diǎn)，c是光的飽和點(diǎn)．

解答： 解：（1）分析表格中信息可知，與正常光照相比，弱光條件下葉綠素a含量下降，葉綠素b含量不變；暗反應(yīng)過程中三碳化合物的還原需要光反應(yīng)階段產(chǎn)生的黑眼圈和ATP，因此光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]不足，直接影響暗反應(yīng)中三碳化合物的還原過程．
（2）分析表格數(shù)據(jù)可知，西紅柿在弱光、土壤含水量高的條件下，C₅的再生速率和低，說明該條件下暗反應(yīng)速率降低，因此西紅柿的產(chǎn)量最低；在大田間不能提高光照強(qiáng)度，但可以通過降低土壤的含水量增產(chǎn)；若在溫室則可以提高光照強(qiáng)度增產(chǎn)．
（3）與底部葉片相比，頂部葉片接受的光照強(qiáng)度大，二氧化碳充足，光合作用強(qiáng)度大，因此頂部葉片的凈光合作用速率高于底部葉片；底部葉片較老，衰老細(xì)胞內(nèi)酶活性降低，因此呼吸作用較弱．
（4）葉綠體通過葉綠體基粒的類囊體膜增大光合作用的面積；由題意可知，只有在光照下，發(fā)育過程中的葉綠體才逐漸形成葉綠素、內(nèi)膜及其中的各種酶，mRNA也顯著增多，因此葉綠體基因表達(dá)主要受光照的調(diào)節(jié)．
（5）分析題圖甲可知，溫度對(duì)植物的光合作用與呼吸作用都有影響，光合作用對(duì)溫度的敏感性更高；當(dāng)環(huán)境溫度是35℃時(shí)，植物的光合作用是7mg/h，呼吸作用是4mg
/h，該植物的有機(jī)物凈積累量約為3mg/h（用二氧化碳表示）；當(dāng)溫度右35℃降低到20℃時(shí)，呼吸作用減弱，光合作用也減弱，光合作用減弱的程度更大，光的補(bǔ)償點(diǎn)向右移動(dòng)．
故答案應(yīng)為：
（1）a   C₅生成速率（C₃的還原）
（2）弱光，土壤含水量80%    降低土壤含水量   增強(qiáng)光照
（3）光照比較充足、二氧化碳濃度相對(duì)較高    葉片衰老，酶活性較低
（4）類囊體、光照
（5）光合作用    3     右

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是影響光合作用的環(huán)境因素，光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系，葉綠體與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析題題圖獲取信息是解題的突破口，對(duì)于影響光合作用與呼吸作用的因素的理解和綜合應(yīng)用是本題考查的重點(diǎn)．