Question

4．如图是不同条件对番茄光合作用的影响．图甲表示在最适温度及其它条件保持不变的条件下番茄叶片CO₂释放量随光照强度变化的曲线，图中B、C、D是横坐标上的点；图乙是研究人员测定的不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间CO₂浓度的结果．请据图回答下列问题．

（1）图甲中E点后曲线保持水平不变，此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是CO₂浓度，若图中其它条件不变，温度上升5℃则E点将向左上方向移动，图甲中的C点骤变为B点时，短时间内三碳化合物的含量将上升（请用图中横坐标上的字母回答）．
（2）图甲中B点时，番茄叶肉细胞内能为细胞主动运输吸收K⁺提供ATP的场所有细胞质基质、线粒体，在C点对应的光照强度下，番茄叶肉细胞中的磷酸分子在叶绿体中的移动方向是叶绿体基质到类囊体薄膜．
（3）图乙表示随着土壤含水量降低，番茄的气孔导度降低，但细胞间CO₂并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，最后阻碍了CO₂吸收利用；观点二认为细胞内水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，从而直接影响光反应，而且不能恢复．为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点一不成立．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，表示在最适温度及其它条件保持不变的条件下番茄叶片CO₂释放量随光照强度变化的曲线，A点没有光照，只能进行呼吸作用，B点为光的补偿点，表示光合作用强度等于呼吸作用强度，D点为光饱和点，表示光合作用最强时的最小光照强度，E点表示达到光饱和点时的光合作用强度．
图2中，随着土壤含水量的下降，胞间CO₂浓度成逐渐上升的趋势，二氧化碳时光合作用的原料，积累说明光合作用利用减少；而图中气孔导度首先具有一定程度的增加，然后呈下降的趋势，气孔导度降低，二氧化碳不能进入叶片，光合作用原料减少，从而抑制光合作用速率．

解答 解：（1）根据图甲可知E点为光饱和点，此时限制番茄光合速率的主要因素是CO2浓度；因为图甲是在最适温度的条件下进行实验测得的数据，所以若图中其它条件不变，温度上升5℃，则与光合作用有关的酶活性降低，光合作用强度减弱，E点（光饱和点）将向左上方移动；若短时间内三碳化合物的含量将快速上升，是因为[H]和ATP减少导致三碳化合物的还原减慢，[H]和ATP这两种物质都是光反应阶段的产物，因此应该是图中的C点骤变为B点（光照强度减弱）．（2）任何时候，能为细胞主动运输吸收K+提供ATP的都是细胞呼吸，场所为细胞质基质、线粒体；在C点时植物光合作用大于呼吸作用，叶绿体中的磷酸是光合作用暗反应还原C3时在叶绿体基质中水解ATP时产生的，用于在类囊体薄膜上进行的光反应中ATP的合成，所以磷酸的移动方向为叶绿体基质到类囊体薄膜．
（3）为验证上述观点，将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水（浇水、补水）处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立，观点一不成立．因为观点二中的叶绿体片层结构破坏是不能恢复的．
故答案为：
（1）CO₂浓度   左上      B
（2）细胞质基质、线粒体       叶绿体基质到类囊体薄膜
（3）光  低土壤含水量    正常供水     不能恢复

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力，以及具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力．