Question

(11分)在番茄的生產過程中，由于連續陰雨天氣候，光照弱，易導致溫室大棚內的番茄減產。為此，農技人員研究了在不同光照和含水量條件下，對番茄葉綠素a、b含量的和C₃的最大消耗速率及有機物含量的影響，獲得如下結果。請回答：

光照強度	土壤含水量 （%）	葉綠素a含量和葉綠素b的含量比值	C3的最大消耗速率（umol·m-2·s-1)	有機物含量（g·L-1）
正常光	80	4.46	31.7	1.9
40	3.97	25.4	1.6
弱光	80	4.07	11.2	1.2
40	3.73	11.8	1.4

 

 

 

 

 

 

（1)實驗表明，在弱光條件下，對于吸收光能有更大的作用的是葉綠素__________，C₃最大消耗速率較小的主要原因是____________________________。在弱光、土壤含水量為60%的條件下，可以通過適當_________________________ (增加/減少)澆水提高番茄產量。

(2)研究人員還發現，在密閉的溫室中栽培的番茄，即使光照、溫度及水肥條件均適宜，番茄的光合速率仍然較低，其主要原因最可能是_________________________________。

(3)研究溫度對番茄光合作用與細胞呼吸的影響，結果如下表所示：

項目	5 ℃	10 ℃	20 ℃	25 ℃	30 ℃	35 ℃
光照下CO2吸收量(mg/h)	1.0	1.8	3.2	3.7	3.5	3.0
黑暗下CO2釋放量(mg/h)	0.5	0.75	1.0	2.3	3.0	3.5

①假設呼吸作用晝夜不變，一晝夜中給植物光照12 h，在上述測定的___    __溫度條件下，一晝夜光合作用積累有機物的量最多。

②請推測在上述條件下，若較長時間生活在_       ___溫度條件下，番茄將會死亡。

右圖T₀--T₁表示在適宜條件下生長的番茄幼苗葉綠體中某兩種化合物（[H]、ADP、C₃或C₅），T₁--T₃表示改變某一條件條件后兩種化合物含量的變化，若T₁時刻突然降低CO₂濃度則物質A、B分別指的               ，B升高的原因是                           。若T₁時刻突然降低光照強度，則物質A、B又分別指的是                            。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）b    光反應生成的ATP的[H]不足    減少

（2）CO₂濃度過低

（3）①20℃      　②35℃以上　

（4）C₅和[H]     由于C₃生成減少，暗反應消耗的[H]和ATP相應減少，而光反應仍產

生[H]（2分）     ADP和C₃（2分）

【解析】

試題分析：（1）據題目表格提供的信息可知：在弱光條件下，葉綠素a含量和葉綠素b的含量比值較小情況下，C₃的最大消耗速率較大，即光合速率較大，表明吸收光能有更大的作用的是葉綠素b; C₃最大消耗速率較小的主要原因是弱光下光反應生成的ATP的[H]不足；在弱光條件下，土壤含水量40%有機物含量比80%高，因此，在弱光、土壤含水量為60%的條件下，可以通過適當減少澆水提高番茄產量。

（2）密閉的溫室中CO₂濃度過低，導致光合速率較低。

（3）①據題目表格提供的信息可知：光照下CO₂吸收量(mg/h)表示凈光合速率（實際光合速率-呼吸速率），黑暗下CO₂釋放量(mg/h)表示呼吸速率。一晝夜中給植物光照12 h，則積累有機物的量=12×凈光合速率-12×呼吸速率=12×（凈光合速率-呼吸速率），可知在20℃，凈光合速率-呼吸速率=2.2最大，因此20℃一晝夜光合作用積累有機物的量最多。

②35℃時和35℃以上，凈光合速率小于呼吸速率，就是植物不但不積累有機物，反而消耗有機物，番茄將會死亡。

（4）若T₁時刻突然降低CO₂濃度，則CO₂固定減弱，隨之C₅積累，而生成的C₃減少，導致C₅還原減弱，[H]積累，因此曲線A、B分別指的是C₅和[H]；B升高的原因是C₅還原減弱，暗反應消耗的[H]和ATP相應減少，而光反應仍產生[H]；若T₁時刻突然降低光照強度，則光反應強度降低，產生的[H]和ATP相應減少，而暗反應又在消耗ATP產生ADP，導致ADP直接積累，[H]和ATP相應減少，導致暗反應C₅還原減弱，而CO₂又不斷固定生成C₅，導致C₅積累。

考點：本題考查光合作用和細胞呼吸相關知識，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題的能力。