Question

4．为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO₂固定速率以及蔗糖和淀粉含量．结果如图．

（1）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的ATP和[H]/NADPH，在叶绿体基质中将CO₂转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖．
（2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率逐渐下降．本实验中对照组（空白对照组）植株的CO₂固定速率相对值是28．
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中淀粉和蔗糖含量增加．已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量降低，进而在叶片中积累．
（4）综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
（5）一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光的叶片的光合产物含量和光合速率．与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量下降，光合速率上升，则支持上述推测．

Answer 1

分析 解答本题应掌握：光合作用光反应和暗反应具体过程，实验设计的对照原则和单一变量原则；光合作用光反应在类囊体薄膜上进行，包括了水的光解和ATP的合成，两个过程，暗反应在叶绿体基质中进行，包括了二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，合成有机物的过程；
（1）从图1可以看出，随去除棉铃的百分率提高，二氧化碳固定的速率下降；对照组没有去除棉铃即去除棉铃的百分率为0，此时植物二氧化碳固定速率为28．
（2）由图2可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，说明叶片和棉铃的细胞呼吸消耗有机物减少．
（3）根据图1可以看出，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而图2则说明光合作用下降的原因是光合作用的产物在叶片中积累，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
（4）去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．

解答 解：（1）光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和[H]，在叶绿体的基质中将CO₂转化为C₃化合物，进而形成淀粉等有机物．
（2）根据图1可以看出，随去除棉铃的百分率提高，二氧化碳固定的速率下降；对照组没有去除棉铃即去除棉铃的百分率为0，此时植物二氧化碳固定速率为28．
（3）由图2可知，随去除棉铃的百分率逐渐提高，叶片干重百分比逐渐升高．去除棉铃后，叶片光合作用产生有机物含量虽然降低，但最终净光合作用积累有机物量提高，说明叶片和棉铃的细胞呼吸消耗有机物减少．
（4）根据图1可以看出，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而图2则说明光合作用下降的原因是光合作用的产物在叶片中积累，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
（5）去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理，这是唯一的变量，如果检测到未遮光的叶片有机物不再积累，则未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，说明了遮光叶片是需要光合产物输入的器官．
故答案为：
（1）[H]/NADPH   叶绿体基质
（2）逐渐下降28
（3）淀粉和蔗糖含量　输出量
（4）抑制
（5）未遮光的　光合产物含量下降，光合速率上升

点评 本题难度不大，但涉及知识较为综合，主要考查光合作用的过程、光合作用与细胞呼吸的关系，以及理解能力、获取信息的能力和实验探究的能力．非常恰当地运用了背景材料探究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，较好地考查了课标中的主干知识和考生的生物学科素养．