Question

3．如图甲表示大豆光合作用的一些过程，图乙表示间作种植时大豆与玉米间种吸收CO₂的速率受光照强度的影响的曲线，请回答下列相关问题：

（1）图甲所示的循环过程发生在大豆叶肉细胞叶绿体的基质中，据图可知CO₂中的碳元素最早出现在3-磷酸甘油酸中．
（2）从图乙可以判断出，光照强度为“0”时，玉米呼吸作用强度是大豆的2倍；在4点时限制玉米光合作用的因素是光照强度．在间作时发现大豆叶片发黄，原因可能是间作时大豆接受阳光较少，使叶绿素合成速率变慢，类胡萝卜素的比例上升．
（3）玉米的穗位叶生长在植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量，为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可采用同位素示踪法进行相关实验，对玉米植株顶部两片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长，实验时向包住穗位叶的透明袋中通入¹⁴C，其他生长条件适宜，一段时间后检测顶部两片遮光叶片是否有放射性．

Answer 1

分析 图甲所示为卡尔文循环，NADPH为该循环提供能量外，还提供了氢，暗反应阶段的物质变化，发生在叶绿体的基质中．图中的二氧化碳固定过程不需要消耗能量．光合产物蔗糖是在细胞质基质合成并运输至植物体各部位利用的．图甲的达尔文循环过程中，产生的三碳糖大部分生成RuBP，离开循环的三碳糖大部分运出叶绿体用于合成蔗糖．

解答 解：（1）图甲所示为卡尔文循环，即暗反应阶段的物质变化，发生在叶绿体的基质中．二氧化碳和五碳糖RuBp反应生成3-磷酸甘油酸，则二氧化碳的碳和氧元素转移到了3-磷酸甘油酸中．
（2）光照强度为0时，大豆和玉米二氧化碳的释放量分别为2mg．h^-1．m^-1和4mg．h^-1．m^-1，所以玉米的呼吸作用强度是大豆的2倍．
（3）通过同位素标记法可以追踪和检测被标记物质的合成和运输情况，将二氧化碳的14碳标记，顶部两片遮光叶片是否有放射性，可以确定光合作用合成的有机物是否运输到此．
故答案为：
（1）基质   3-磷酸甘油酸
（2）2   光照强度     间作时大豆接受阳光较少，使叶绿素合成速率变慢，类胡萝卜素的比例上升 
（3）¹⁴C   顶部两片遮光叶片是否有放射性

点评 本题考查光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化、细胞呼吸的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析图形以及解决问题的能力．