Question

(12分)某科研小组以水稻为研究对象。在盆栽条件下，利用人工气候室、CO₂测定仪等进行了甲、乙两个实验研究工作，结果如下图甲、乙所示。丙图为某成员绘制的水稻叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程，请据图分析回答：

(1)甲实验的自变量是____________。提高CO₂浓度，叶绿体中[H]含量将______ (填“增加”、“不变”或“减少”)。
(2)乙图中M点时，叶肉细胞内合成ATP的场所有______，30℃时，可以发生丙图中的哪些过程? ____________ (用丙图中字母表示)。
(3)乙图在40℃～60℃范围内，随着温度上升，呼吸作用和光合作用的变化速率不同，其主要原因是__________________。
(4)从上述实验分析，若想提高作物的产量，可以采取的措施是____________ (答两点)。

Answer 1

（12分）（1）CO₂浓度、施氮量  减少  （2）细胞质基质、线粒体、叶绿体   a、b、e、f
（3）催化呼吸作用的酶更耐高温或催化光合作用的酶对高温更敏感（答案合理即可） （4）适当增加CO₂、适当施用氮肥、控制好温度等（答两点即可）

解析试题分析：（1）根据题目中所给的曲线的纵轴和横轴可以看出，本题研究的是CO2的浓度和施氮量对光合速率的影响；提高二氧化碳浓度，C3化合物合成量增加，还原时消耗的[H]量增加；但光反应不变，[H]产生的量不变，故叶绿体中[H]含量将减少。
（2）根据乙图，M点时光合作用和呼吸作用相等，故此时叶肉细胞内合成ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用，场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体；图丙中a表示线粒体产生的二氧化碳被叶绿体消耗、b表示叶绿体释放的氧气被线粒体消耗、c表示线粒体产生的二氧化碳释放到外界环境、d表示线粒体从外界环境吸收氧气、e表示叶绿体从外界环境吸收二氧化碳、f表示叶绿体产生的氧气释放到外界环境。图乙30℃时光合作用大于呼吸作用，故在图丙中发生的过程是a、e（即叶绿体光合作用消耗的二氧化碳来自线粒体和外界环境）和b、f（即叶绿体光合作用产生的氧气除满足呼吸作用外，还有一部分释放到外界环境）。
（3）根据图乙40℃～60℃范围内，呼吸作用大于光合作用，其原因主要是催化呼吸作用的酶更耐高温或催化光合作用的酶对高温更敏感。
（4）根据上述过程，若想提高作物产量，可以采取的措施是适当增加CO₂、适当施用氮肥、控制好温度等。
考点：本题考查影响光合作用和呼吸作用的因素，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。