Question

某地區(qū)的春季陰天較多，光照弱，極易導致西紅柿減產，為此研究人員研究了影響西紅柿光合作用的相關因素，結果如下．

光照強度	土壤含水量  （%）	葉綠素a含量  （mg/cm2）	葉綠素b含量 （mg/cm2）	C5的再生速率  （μmol/m2?s）
正常光	80	0.018	0.004	1.9
	40	0.028	0.007	1.6
弱光	80	0.017	0.004	1.2
	40	0.025	0.007	1.4

（1）實驗表明，光照減弱時，會使葉綠素

 

（a或b）的含量下降，光反應產生的ATP和[H]不足，直接影響暗反應中

 

過程．
（2）據表分析，在

 

條件下，西紅柿的產量最低．此時，若在大田中應采取

 

措施來提高產量；此時若在溫室中可采取

 

措施來提高產量．
（3）研究發(fā)現，西紅柿植株頂部和底部沒有明顯溫差的情況下，頂部葉片的凈光合作用速率高于底部葉片的主要原因是

 

．底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱的原因可能是

 

．
（4）科研人員在研究中還發(fā)現，西紅柿葉綠體含少量DNA和小核糖體．只有在光照下，發(fā)育過程中的葉綠體才逐漸形成葉綠素、內膜及其中的各種酶，mRNA也顯著增多．葉綠體中增大受光面積的結構是

 

，葉綠體基因表達主要受

 

的調節(jié)．
（5）圖甲表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對該植物真正光合速率（實線）和呼吸速率（虛線）的影響．由甲可知，與

 

有關的酶對高溫更為敏感．當環(huán)境溫度為35℃時，該植物的有機物凈積累量約為

 

mg/h（用CO₂的量表示）．乙圖是在此溫度條件下繪制成的曲線，如果溫度改為20℃，b點將向

 

移動．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：分析表格可知，光照強度和土壤中含水量都會影響西紅柿的產量，光照強度通過影響西紅柿西紅柿葉綠素a的含量影響光合作用，弱光、含水量高時C₅的再生速率
很低，即光合作用速率很低，西紅柿的產量低；分析甲圖曲線可知，溫度對于光合作用和呼吸作用的速率都有影響，溫度通過影響酶的活性影響光合作用和呼吸作用，溫度對光合作用酶的活性的影響更大，因此光合作用對溫度變化更敏感；分析乙圖曲線可知，a點表示呼吸作用強度，b點表示光合作用與呼吸作用相等，該點為光的補償點，c是光的飽和點．

解答： 解：（1）分析表格中信息可知，與正常光照相比，弱光條件下葉綠素a含量下降，葉綠素b含量不變；暗反應過程中三碳化合物的還原需要光反應階段產生的黑眼圈和ATP，因此光反應產生的ATP和[H]不足，直接影響暗反應中三碳化合物的還原過程．
（2）分析表格數據可知，西紅柿在弱光、土壤含水量高的條件下，C₅的再生速率和低，說明該條件下暗反應速率降低，因此西紅柿的產量最低；在大田間不能提高光照強度，但可以通過降低土壤的含水量增產；若在溫室則可以提高光照強度增產．
（3）與底部葉片相比，頂部葉片接受的光照強度大，二氧化碳充足，光合作用強度大，因此頂部葉片的凈光合作用速率高于底部葉片；底部葉片較老，衰老細胞內酶活性降低，因此呼吸作用較弱．
（4）葉綠體通過葉綠體基粒的類囊體膜增大光合作用的面積；由題意可知，只有在光照下，發(fā)育過程中的葉綠體才逐漸形成葉綠素、內膜及其中的各種酶，mRNA也顯著增多，因此葉綠體基因表達主要受光照的調節(jié)．
（5）分析題圖甲可知，溫度對植物的光合作用與呼吸作用都有影響，光合作用對溫度的敏感性更高；當環(huán)境溫度是35℃時，植物的光合作用是7mg/h，呼吸作用是4mg
/h，該植物的有機物凈積累量約為3mg/h（用二氧化碳表示）；當溫度右35℃降低到20℃時，呼吸作用減弱，光合作用也減弱，光合作用減弱的程度更大，光的補償點向右移動．
故答案應為：
（1）a   C₅生成速率（C₃的還原）
（2）弱光，土壤含水量80%    降低土壤含水量   增強光照
（3）光照比較充足、二氧化碳濃度相對較高    葉片衰老，酶活性較低
（4）類囊體、光照
（5）光合作用    3     右

點評：本題的知識點是影響光合作用的環(huán)境因素，光合作用與呼吸作用之間的關系，葉綠體與功能相適應的結構特點，分析題題圖獲取信息是解題的突破口，對于影響光合作用與呼吸作用的因素的理解和綜合應用是本題考查的重點．