Question

5．对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产．下面是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及结果，请回答相关问题．

（1）由甲图可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素主要是（写出两点）．
（2）种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图乙所示．图中A点时叶肉细胞中产生ATP的场所是，图中一昼夜内植株是否有有机物积累？．图中含有机物最多的点是F（图中字母表示）．
（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量是（用字母表示）．
（4）该小组又做了探究番茄最适生长温度的预实验（CO₂浓度为0.05%），实验结果见表：

温度（℃）	10	20	30	40	50
光照下释放O2（mg/h）	9.67	14.67	19.67	21.67	19.33

请根据预实验结果，分析并设计探究实验思路：该实验的自变量是，为进一步探究番茄最适生长温度，实验设计的温度选择应在范围内进行．
（5）装置丁（如图）可用来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量应该是单位时间内上浮圆叶片的数量（或浮起相同圆叶片所需时间），无关变量是CO₂浓度、温度（写出两点）．

Answer 1

分析 图甲中，随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度．
图乙中，B点和F点为二氧化碳的平衡点，此时光合速率等于呼吸速率；在6～18h之间二氧化碳之所以不断下降，是因为光合作用强度大于呼吸作用强度；比较图中的A点和E点，可以看出一昼夜后即F点的二氧化碳浓度降低，因此表现出生长现象．
图丙中，可视为一组对照实验，照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行．装置丁可用来探究光照强度对光合作用强度的影响，因此实验的自变量是光照强度，因变量应该是反映光合作用强度的指标是叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量．

解答 解：（1）由图甲可知随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、CO2浓度．所以甲实验给我们的启示是，在栽培农作物时要注意合理密植．
（2）据图乙分析，A点时叶肉细胞只能进行呼吸作用，细胞中产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体．比较图中的A点和E点，可以看出一昼夜后即E点的二氧化碳浓度降低，该二氧化碳用于合成有机物储存于植物体中，因此表现出生长现象．图中含有机物最多的点是二氧化碳浓度最低点，即F点．
（3）照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行，但同时它们都进行呼吸作用，b=叶片原重量+总光合作用-呼吸消耗，a=叶片原重量-呼吸消耗，因此b-a=总光合作用．
（4）据表分析，该实验的自变量是温度，因变量是净光合速率，表中30-50℃时氧气的释放量较大，所以实验设计的温度应选择在30-50℃范围内进行．
（5）该实验的自变量是光照强度或灯泡距烧杯的距离，因变量应该是反映光合作用强度的指标是叶片上浮速率或一定时间内圆叶片浮起的数量，而影响光合作用强度的其他因素都是无关变量．
故答案为：
（1）光照强度、CO₂浓度 
（2）细胞质基质、线粒体   是     F
（3）b-a             
（4）温度       30-50°C
（5）单位时间内上浮圆叶片的数量（或浮起相同圆叶片所需时间）    CO₂浓度、温度

点评 本题考查了环境因素对光合作用、呼吸作用的影响的有关知识，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；从题目所给的图形中获取有效信息的能力．