Question

10．下面是某研究小组以水稻和番茄为材料所做的相关实验及其结果，请回答下列问题：

（1）图甲所示实验结果表明，要提高作物产量，可采取的措施是合理密植．由甲图可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是光照强度、二氧化碳（要求答出两个因素）．
（2）将番茄和水稻培养在含Mg²⁺、Ca²⁺、Si⁴⁺的培养液中，一段时间后，测定培养液中这三种离子的浓度，结果如图乙．分析图乙所示的实验结果，水稻和番茄对不同离子的吸收不同，这主要是因为植物对矿质离子的吸收具有选择性，这与膜上蛋白质的种类和数量有关有关．
（3）在番茄植株上选定一左右对称的叶片，将其左侧遮光右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为左侧为a和右侧为b（单位：克），则b-a所代表的是12小时内右侧截取叶片光合作用制造的有机物总量．

Answer 1

分析 分析图甲：图甲中，随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、二氧化碳浓度．
分析图乙：1、番茄吸收的Ca²⁺和Mg²⁺多，对Si⁴⁺吸收量少．这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的．
2、番茄吸收水的相对速度比吸收Si⁴⁺多，造成培养液中Si⁴⁺浓度上升．

解答 解：（1）分析图甲曲线可以知道，随种植密度增大，单株光合强度逐渐降低，因此要提高作物产量，需要合理密植．随种植密度增大，田间的通风、透光条件都变差，故与P点比，限制Q点光合强度的外界因素是光照、二氧化碳浓度．
（2）番茄吸收的Ca²⁺和Mg²⁺较多，对Si⁴⁺收量少．这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性；与初始浓度比较，三种离子的现有的浓度都偏离初始浓度，说明植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程．
（3）照光与不照光部分的生理过程中差别是光合作用是否进行，但同时它们都进行呼吸作用，b=叶片原重量+总光合作用-呼吸消耗，a=叶片原重量-呼吸消耗，因此b-a=12小时内右侧截取叶片光合作用制造的有机物总量．
故答案为：
（1）合理密植     光照强度、二氧化碳
（2）植物对矿质离子的吸收具有选择性     膜上蛋白质的种类和数量有关
（3）12小时内右侧截取叶片光合作用制造的有机物总量

点评 本题主要考察影响光合速率的因素及主动运输的相关知识，要求学生熟记并理解影响光合作用的因素，明确植物吸收水和无机盐的方式，知道光合作用必须在有光的条件下才能进行，而呼吸作用时时刻刻都在进行．