Question

某地区的春季阴天较多，光照弱，极易导致西红柿减产，为此研究人员研究了影响西红柿光合作用的相关因素，结果如下．

光照强度	土壤含水量  （%）	叶绿素a含量  （mg/cm2）	叶绿素b含量 （mg/cm2）	C5的再生速率  （μmol/m2?s）
正常光	80	0.018	0.004	1.9
	40	0.028	0.007	1.6
弱光	80	0.017	0.004	1.2
	40	0.025	0.007	1.4

（1）实验表明，光照减弱时，会使叶绿素

 

（a或b）的含量下降，光反应产生的ATP和[H]不足，直接影响暗反应中

 

过程．
（2）据表分析，在

 

条件下，西红柿的产量最低．此时，若在大田中应采取

 

措施来提高产量；此时若在温室中可采取

 

措施来提高产量．
（3）研究发现，西红柿植株顶部和底部没有明显温差的情况下，顶部叶片的净光合作用速率高于底部叶片的主要原因是

 

．底部叶片呼吸作用比顶部叶片弱的原因可能是

 

．
（4）科研人员在研究中还发现，西红柿叶绿体含少量DNA和小核糖体．只有在光照下，发育过程中的叶绿体才逐渐形成叶绿素、内膜及其中的各种酶，mRNA也显著增多．叶绿体中增大受光面积的结构是

 

，叶绿体基因表达主要受

 

的调节．
（5）图甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对该植物真正光合速率（实线）和呼吸速率（虚线）的影响．由甲可知，与

 

有关的酶对高温更为敏感．当环境温度为35℃时，该植物的有机物净积累量约为

 

mg/h（用CO₂的量表示）．乙图是在此温度条件下绘制成的曲线，如果温度改为20℃，b点将向

 

移动．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析表格可知，光照强度和土壤中含水量都会影响西红柿的产量，光照强度通过影响西红柿西红柿叶绿素a的含量影响光合作用，弱光、含水量高时C₅的再生速率
很低，即光合作用速率很低，西红柿的产量低；分析甲图曲线可知，温度对于光合作用和呼吸作用的速率都有影响，温度通过影响酶的活性影响光合作用和呼吸作用，温度对光合作用酶的活性的影响更大，因此光合作用对温度变化更敏感；分析乙图曲线可知，a点表示呼吸作用强度，b点表示光合作用与呼吸作用相等，该点为光的补偿点，c是光的饱和点．

解答： 解：（1）分析表格中信息可知，与正常光照相比，弱光条件下叶绿素a含量下降，叶绿素b含量不变；暗反应过程中三碳化合物的还原需要光反应阶段产生的黑眼圈和ATP，因此光反应产生的ATP和[H]不足，直接影响暗反应中三碳化合物的还原过程．
（2）分析表格数据可知，西红柿在弱光、土壤含水量高的条件下，C₅的再生速率和低，说明该条件下暗反应速率降低，因此西红柿的产量最低；在大田间不能提高光照强度，但可以通过降低土壤的含水量增产；若在温室则可以提高光照强度增产．
（3）与底部叶片相比，顶部叶片接受的光照强度大，二氧化碳充足，光合作用强度大，因此顶部叶片的净光合作用速率高于底部叶片；底部叶片较老，衰老细胞内酶活性降低，因此呼吸作用较弱．
（4）叶绿体通过叶绿体基粒的类囊体膜增大光合作用的面积；由题意可知，只有在光照下，发育过程中的叶绿体才逐渐形成叶绿素、内膜及其中的各种酶，mRNA也显著增多，因此叶绿体基因表达主要受光照的调节．
（5）分析题图甲可知，温度对植物的光合作用与呼吸作用都有影响，光合作用对温度的敏感性更高；当环境温度是35℃时，植物的光合作用是7mg/h，呼吸作用是4mg
/h，该植物的有机物净积累量约为3mg/h（用二氧化碳表示）；当温度右35℃降低到20℃时，呼吸作用减弱，光合作用也减弱，光合作用减弱的程度更大，光的补偿点向右移动．
故答案应为：
（1）a   C₅生成速率（C₃的还原）
（2）弱光，土壤含水量80%    降低土壤含水量   增强光照
（3）光照比较充足、二氧化碳浓度相对较高    叶片衰老，酶活性较低
（4）类囊体、光照
（5）光合作用    3     右

点评：本题的知识点是影响光合作用的环境因素，光合作用与呼吸作用之间的关系，叶绿体与功能相适应的结构特点，分析题题图获取信息是解题的突破口，对于影响光合作用与呼吸作用的因素的理解和综合应用是本题考查的重点．