Question

某学习小组以番茄为研究对象，完成下列实验，
实验1：利用人工气候室分别设置2种CO₂浓度和2种施氮量的实验处理；实验番茄分为四组，每组种植10盆，在番茄开花期利用光合作用测定仪，于晴天上午8：30-11：30连续7天进行光合速率（Pn）的测定，结果如图1所示．
实验2：在一定浓度的CO₂和适当温度条件下，测定植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率，结果如图2所示，图3是表示植物一个细胞中相关生理过程示意图．
（1）实验1的目的是

 

．
（2）由图1结果可知，最有利于番茄光合作用的组合是

 

，氮是光合作用中

 

等物质的组成成分，（至少写二种）
（3）根据圈2，当光照强度为6klx时，该番茄每100cm²叶片每小时固定的CO₂是_

 

mg，若光照强度为4klx，光照10小时，黑暗14小时，该番茄植株

 

（能或不能）正常生长．
（4）若该番茄叶肉细胞为图2中的d点状态时，图3中能表示O₂去向的字母是

 

．
（5）在图2中c点所示的条件下，番茄根尖的分生区细胞内产生ATP的场所是

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,有氧呼吸的过程和意义

专题：

分析：影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量以及矿质元素的含量等．
分析图1，实验中的变量包括：两种CO₂浓度和两种施氮量．分析时利用单一变量进行分析：在二氧化碳浓度相同时，200mgkg^-1施氮量的光合速率均高于施氮量为0的；在施氮量相同时，高大气CO₂浓度均高于正常大气CO₂浓度．
分析图2，实验是探究光照强度对光合作用的影响，a点光照强度为0，此时对应纵轴上的数值是呼吸作用强度，b点为光的补偿点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等，c点的光的饱和点，c点之后限制光合作用强度的因素不再是光照强度，可能是温度、二氧化碳浓度等其他因素．
分析图3，能表示O₂的字母是g、p、n，能表示CO₂的字母是h、q、m．

解答： 解：（1）分析图1，实验中的变量包括：两种CO₂浓度和两种施氮量．故实验1的目的是研究的是CO₂浓度及氮素肥料（施用量）对番茄光合作用的影响．
（2）由图1结果可知，最有利于番茄光合作用的组合是高大气CO₂浓度和200mg?kg^-1施氮量，氮是光合作用中ATP、酶、（[H]）等物质的组成成分．
（3）根据图2，当光照强度为6klx时，植物净光合作用速率为12mg/100cm²叶?小时，植物呼吸作用的强度是6mg/100cm²叶?小时，因此该植物叶片总光合作用速率是每100cm²叶每小时吸收CO₂是18mg．当光照强度为4klx时，植物净光合作用速率为6mg/100cm²叶?小时，植物呼吸作用的强度是6mg/100cm²叶?小时，若光照10小时，黑暗14小时，则该番茄植株的净光合作用速率为6×10-6×14=-24mg＜0，故该番茄植株不能正常生长．
（4）若该番茄叶肉细胞为图2中的d点状态时，光合作用强度大于呼吸作用强度，图3中能表示O₂去向的字母是g、p．
（5）在图2中c点所示的条件下，番茄根尖的分生区细胞内只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体．
故答案为：
（1）研究的是CO₂浓度及氮素肥料（施用量）对番茄光合作用的影响
（2）高大气CO₂浓度和200mg?kg^-1施氮量     ATP、酶、（[H]）
（3）18                不能
（4）g、p
（5）细胞质基质、线粒体

点评：本题以图形为载体，考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．