Question

4．回答下列有关细胞代谢问题：为了研究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验．各组实验的温度、光照强度和CO₂浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，光照与黑暗处理情况见图所示（A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同）．结果是A组光合作用产物的相对含量为M%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%．请回答下列问题：

（1）该四组实验中，对照组是D组，其中A组的结果中M对应数字应为50．
（2）光照期间，能进行光反应和暗反应（填“光反应”或“暗反应”或“光反应和暗反应”）．
（3）可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量，依据是B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%．
（4）A、B、C三组处理相比，随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO₂的同化量．

Answer 1

分析 光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应过程中水光解产生还原氢和氧气，同时合成ATP，暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原，最终将二氧化碳和水合成有机物，暗反应过程中，需要光反应产生的还原氢和ATP；光照强度通过影响光反应而影响光合作用，二氧化碳通过影响暗反应而影响光合作用．光反应过程需要光照，暗反应有光和无光都可以进行．

解答 解：（1）依题意可知，图解中的阴影部分表示黑暗处理，空白部分表示光照处理，D持续光照，所以为对照组．A组的处理是光照和黑暗各占50%，所以A组的结果中M对应数字应为50．
（2）光反应必须在有光的条件下才能进行，暗反应不需要光，在有光和无光的条件下都能进行，因此在光照期间，能进行光反应和暗反应．
（3）依题意并结合图示分析可知：B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%，所以在单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组植物合成有机物的量．
（4）A、B、C三组处理的光暗交替的间隔时间逐渐缩短，光合作用产物的相对含量却逐渐增加，说明随着光照和黑暗交替频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时利用与再生，从而提高了光合作用中CO₂的同化量．
故答案为：
（1）D     50
（2）光反应和暗反应
（3）B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%
（4）光照和黑暗交替频率    利用与再生

点评 本题旨在考查学生理解光反应与暗反应的物质变化和能量变化及相互关系，学会分析实验结果，并通过推理、解答问题．