Question

9．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其结果，请回答相关问题．

（1）图1表示植物叶肉细胞内两个重要生理过程中C、H、O的变化．请据图回答：
①图中甲、乙生理过程所发生的场所分别是叶绿体、细胞质基质和线粒体．
②在光合作用的发现历程中，鲁宾和卡门探明了O₂的来源，卡尔文探明了卡尔文循环途径．以上科学家在研究中都使用了同位素标记法技术，请用箭头表示暗反应过程中¹⁴C的转移途径：¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）．
（2）由图2可推知，与P点相比，Q点限制番茄单株光合作用强度的外界因素最可能是光照强度、C0₂浓度．
（3）种植番茄的密闭大棚内，一昼夜空气中的CO₂含量变化如图3所示．若番茄长期处于图3所示的环境条件下，其能否正常生长？能，原因是一昼夜C0₂浓度降低，说明有有机物积累．图3曲线中表示番茄光合作用强度与呼吸作用强度相等的点为BD（图中字母表示），含有机物最多的点为D（图中字母表示）．在图3的B→D段，叶绿体内ADP的移动方向为从叶绿体基质到类囊体薄膜．
（4）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图4），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为b-ag（用字母表示）．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，甲是光合作用，乙是有氧呼吸，①是暗反应，②是光反应，③是有氧呼吸第三阶段，④是细胞呼吸第一阶段．
图2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3中，B点和D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E点的二氧化碳浓度降低，因此表现出生长现象．
图4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．

解答 解：（1）①分析图1 可知，甲是光合作用的过程，场所是叶绿体，乙是呼吸作用的过程，场所是细胞质基质和线粒体．②鲁宾和卡门通过同位素示踪法证明光合作用释放的O₂来源水，设立的一组对照实验：H₂¹⁸O和CO₂，H₂O和C¹⁸O₂．，卡尔文通过同位素示踪法探究CO₂的固定过程中碳元素的转移途径为¹⁴CO₂→C₃→（CH₂O）．
（2）由图2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．
（3）图中B点和D点为二氧化碳的平衡点，此时光合速率等于呼吸速率；BD段，植物的光合作用和呼吸作用同时进行，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，导致吸收的CO₂多于产生的CO₂．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．D点后，二氧化碳浓度增加，说明呼吸强度大于光合强度，故积累有机物最多的点是D点．
4）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．
故答案为：
（1）①叶绿体   细胞质基质和线粒体   ②同位素标记法    ¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）
（2）光照强度   C0₂浓度
（3）能   一昼夜C0₂浓度降低，说明有有机物积累   BD   D   从叶绿体基质到类囊体薄膜
（4）b-a

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．