Question

【题目】番茄含有丰富的营养，据营养学家研究测定：每人每天食用50克-100克鲜番茄，即可满足人体对几种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，某兴趣小组在一定浓度的CO2和适宜的温度(25℃)下，测定番茄在不同光照条件下的光合速率,结果如下表。据表中数据回答问题：

光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)	光饱和时光照强度(klx)	光饱和时CO2吸收量(mg·100 cm-2叶·h-1)	黑暗条件下CO2释放量(mg·100 cm-2叶·h-1)
3	9	32	8

（1）本实验的自变量是________。当光照强度超过9 klx时，番茄光合速率不再增加,此时限制番茄光合作用的主要外界因素是__________。

（2）当光照强度为9 klx时，番茄的根细胞中能产生ATP的场所有____________________。

（3）当光照强度为3 klx时，番茄固定的CO2的量为_______mg·100 cm-2叶·h-1；当光照强度为9 klx时，番茄固定的CO2的量为_______mg·100 cm-2叶·h-1。

（4）下面甲图表示种植番茄的密闭大棚内,一昼夜空气中CO2含量的变化情况。由图可知番茄开始进行光合作用的时间是_______（填“早于6点”、“始于6点”或“晚于6点”）；BD段CO2相对含量显著下降，影响其变化的主要环境因素是_____________；一天之中植物有机物积累量最多的时候是曲线中的___点（填字母）。与E点相比，F点C3的量___________。（填“增加”、“减少”或“相等”）

（5）乙图表示空气中CO2含量对番茄植株光合作用的影响，X、Y对应的CO2含量下，叶绿体中[H]和ATP的生成速率的关系为_________（填“X>Y”、“X=Y”或“X<Y”）。

Answer 1

【答案】光照强度 CO2浓度 细胞质基质和线粒体 8 40 早于6点 光照强度 F 增加 X<Y

【解析】

1、本实验的实验目的是测定番茄在不同光照条件下的光合速率，可知实验自变量为不同光照强度，因变量为光合速率。

2、光补偿点：指植物在一定的光照下，光合作用吸收的二氧化碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量时的光照强度，此时光合作用速率等于呼吸作用速率。

3、光饱和点：在一定的光照强度范围内，植物的光合速率随着光照强度的增加而增大，当光照强度达到一定值后，光合速率不再增加，此时的光照强度为光饱和点。

4、净光合速率=总光合速率-呼吸作用速率

(1)根据题干中“测定番茄在不同光照条件下的光合作用速率”可知，本实验的自变量是光照强度。当光照强度超过9klx时，番茄光合作用速率不再增加，由于此结果是在适宜温度(25℃)条件下测定的，所以此时的外界限制因素主要是CO2浓度。

(2)光合作用和呼吸作用都能产生ATP。番茄的根细胞中没有叶绿体，当光照强度为9klx时，番茄的根细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。

(3)当光照强度为3kx时，达到了光补偿点，番茄固定的CO2的量等于黑暗条件下CO2释放量，即8mg 100cm-2叶h-1。光照强度为9kx时，达到了光饱和点，番茄固定的CO2的量为光饱和时CO2吸收量与黑暗条件下CO2释放量之和，即40mg100cm-2叶h-1。

(4)据图分析，甲图中B、F点植物光合作用强度与呼吸作用强度相等，密闭大棚内CO2含量既不增加也不减少。所以番茄开始进行光合作用的时间是早于6点。BD段CO2相对含量显著下降，影响其变化的主要环境因素是光照强度。CO2含量降低表示番茄的浄光合速率大于0，当CO2含量降低到F点之后，密闭大棚内CO2含量随即增加，净光合速率开始小于0，所以一天之中植物有机物积累量最多的时候是曲线中的F点。与E点相比，F点光照强度减弱，光反应产物減少，还原的C3减少，所以叶绿体内的C3的量会增加。

(5)分析乙图，X对应的CO2含量低于Y，X对应的暗反应弱，影响光反应，所以X、Y对应的CO2含量下，叶绿体中[H]和ATP的生成速率的关系为X＜Y。