Question

某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题．

实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示．与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是

 

、

 

．实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植密度呈负相关关系，番茄植株的生长也与种植密度呈负相关，番茄生长的调节方式是

 

，与番茄果实发育关系最密切的是

 

，环境温度降低时，该物质运输速度会

 

．
实验二：测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化，结果如乙图所示．B→C时间段，叶绿体内ADP的移动方向是

 

，叶绿体内C₃含量将

 

．图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是

 

．
实验三：（图丙）采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移．在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为M_A、M_B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm²?h）
实验步骤如下：
（1）请设计一张表格用于记录实验数据．（假设实验选定叶片数目为3）
（2）若M=M_B-M_A，则M表示

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：分析甲图：图甲表示种植密度对单株植物光合作用的影响．合理密植有利于植物合理的利用光照，并能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳．
分析乙图：图乙为种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化．图中AB段和DE段，呼吸速率大于光合速率，所以大棚内CO₂含量逐渐升高；BD段，光合速率大于呼吸速率，因此大棚内CO₂含量逐渐降低；B点和D点，光合速率等于呼吸速率．
分析图2：图2表示采用“半叶法”测定番茄叶片的光合作用强度．相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行．

解答： 解：实验一：合理密植有利于植物合理的利用光照，同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳．N点与M点相比较，N点的种植密度过大，植株间的相互影响会导致光照减弱，同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低，进而导致单株植物光合作用强度降低．植物生长的调节方式只有激素调节，所以番茄生长的调节方式是激素调节，与番茄果实发育关系最密切的是生长素，生长素的运输方式为极性运输，是一种主动运输，环境温度降低时，细胞呼吸降低，能量产生减少，所以该物质运输速度会减慢．
实验二：图乙中，二氧化碳浓度的变化是由光合作用和细胞呼吸共同作用的结果，其变化趋势取决于两者间的相对强度．B→C段，大棚内二氧化碳浓度不断降低，直接影响了暗反应中二氧化碳的固定过程，因此C₃合成量减少，含量降低．叶绿体内的ADP是暗反应阶段C₃还原过程中产生的，进而可作为光反应阶段ATP合成的原料，因此其移动方向是由叶绿体基质向类囊体片层；B、D两点时，曲线的斜率为0，即二氧化碳浓度不变，此时光合作用和呼吸作用强度相等．
实验三；
（1）在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取相等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据（假设实验选定叶片数目为3）并取其平均值，则相应的实验数据记录表格如下：

叶片编号	MA	MB
1
2
3
平均值

（2）相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行．实验开始时两者的起始质量相同（可设为a），则两者的重量差M=M_B-M_A=（a+6小时内光合作用合成量-6小时内细胞呼吸消耗量）-（a-6小时内细胞呼吸消耗量）=6小时内光合作用合成量．
故答案为：
实验一：光照强度   CO2浓度    激素调节    生长素   减慢 
实验二：由叶绿体基质向类囊体片层   减少   B、D
实验三：（1）

叶片编号	MB	MA
1
2
3
平均值

（2）B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量

点评：本题以实验为背景，以坐标曲线为载体，考查影响光合作用的因素及光合作用和细胞呼吸的综合计算，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的过程，掌握影响光合作用速率的因素，能准确判断曲线图中各点或各区段的含义，能分析题图提取有效信息答题．