对农作物光合作用和呼吸作用的研究,可以指导我们的农业生产.下面甲、乙、丙是某研究小组以番茄为材料所做的相关实验及其结果.

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  • 解题思路:分析题图: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、CO2浓度.

    图乙中,B点和F点为二氧化碳的平衡点,此时光合速率等于呼吸速率;在6~18h之间二氧化碳之所以不断下降,是因为光合作用强度大于呼吸作用强度;比较图中的A点和F点,可以看出一昼夜后即F点的二氧化碳浓度降低,因此表现出生长现象.

    图丙第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素中,可视为一组对照实验,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.

    丁图中,第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是光照强度突然减弱,第5~7h呼吸作用加快,这是光合作用产生氧气,氧气浓度升高促进有氧呼吸.

    (1)由图甲可知随种植密度增大,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、CO2浓度.所以甲实验给我们的启示是,在栽培农作物时要注意合理密植.

    (2)图中B点和F点为二氧化碳的平衡点,此时光合速率等于呼吸速率;C→F段,光合作用较强,光反应产生的ATP由类囊体不断向叶绿体基质移动,并在在叶绿体基质中消耗产生ADP,因此在叶绿体基质中ADP含量最高.C点时二氧化碳不断下降,光合作用大于呼吸作用,因此此时存在氧气的释放.与C点相比,F点光照强度减弱,光反应产生的[H]减少.比较图中的A点呵F点,可以看出一昼夜后即F点的二氧化碳浓度降低,该二氧化碳用于合成有机物储存于植物体中,因此表现出生长现象.乙图给我们的启示是,在密闭大棚种植作物时要注意及时补充CO2

    (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=总光合作用.

    (4)①图中可以看出,光合作用在8h前一直进行,因此产生的氧气不断增多,导致第5~7h呼吸作用加快;第9-10h光合速率迅速下降,推测最可能发生变化的环境因素是光照强度减弱.

    ②第10h时只进行呼吸作用,因此产生ATP的细胞器只有线粒体,若此环境因素(第10h时)维持不变,容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽,而根系对无机盐的吸收方式为主动运输,主动运输需要消耗能量,因此无机盐的吸收速率将下降,此时只进行无氧呼吸,因此细胞质基质成为ATP合成的唯一场所.

    ③2h之后光合速率不变,而呼吸作用还在增强,因此该植物积累有机物速率最大的时刻是第2h时.在第9h,光合速率等于呼吸速率,之后光合速率将小于呼吸速率,因此在9h时积累有机物总量最多.

    ④在光合速率和呼吸速率曲线相交时,仍在进行光合作用,因此叶绿体中ATP的转移方向由类囊体(薄膜)到叶绿体基质.

    故答案为:

    (1)光照(强度)、CO2浓度  合理密植

    (2)B、F叶绿体基质  有 下降 是因为一昼夜内大棚内的CO2浓度有所下降,说明光合产生的有机物有积累 经常补充CO2

    (3)光合作用制造的有机物总量

    (4)①氧气浓度(含量)升高光照强度减弱

    ②线粒体下降 细胞质基质

    ③29

    ④由类囊体(薄膜)到叶绿体基质

    点评:

    本题考点: 影响光合作用速率的环境因素;细胞呼吸的过程和意义.

    考点点评: 本题考查了环境因素对光合作用、呼吸作用的影响的有关知识,意在考查考生能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论的能力;从题目所给的图形中获取有效信息的能力.