Question

6．某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，得到有关研究结果．结合所给材料，分析回答相关问题．

（1）实验一　探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲图所示．与M点相比，N点限制单株光合作用强度的主要外界因素是光照强度、CO₂浓度．
（2）实验二　测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化，结果如乙图所示．乙图A、B、C、D、E五点中光合作用强度相对最高的点是C点，表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是B点、D点．（用图中字母表示）
（3）实验三　采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移．在适宜光照下照射4h后（温度也适宜），在A、B的对应部分截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA mg、MB mg．B叶片的生理活动状况相当于乙图中曲线的BD段，B叶片被截取部分的总光合作用强度为$\frac{{M}_{B}{-M}_{A}}{4}$mg/h．

Answer 1

分析 分析甲图：图甲表示种植密度对单株植物光合作用的影响．合理密植有利于植物合理的利用光照，并能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳．
分析乙图：图乙为种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化．图中AB段和DE段，呼吸速率大于光合速率，所以大棚内CO₂含量逐渐升高；BD段，光合速率大于呼吸速率，因此大棚内CO₂含量逐渐降低；B点和D点，光合速率等于呼吸速率．
分析图2：图2表示采用“半叶法”测定番茄叶片的光合作用强度．相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行．

解答 解：实验一：合理密植有利于植物合理的利用光照，同时能保证植物周围环境中有充足的二氧化碳，N点与M点相比较，N点的种植密度过大，植株间的相互影响会导致光照减弱，同时也会导致植物周围环境中的二氧化碳浓度降低，进而导致单株植物光合作用强度降低．
实验二：图乙中，二氧化碳浓度的变化是由光合作用和细胞呼吸共同作用的结果，其变化趋势取决于两者间的相对强度，B→C段，大棚内二氧化碳浓度不断降低，直接影响了暗反应中二氧化碳的固定过程，此时斜率最大，即二氧化碳浓度降低的速度最大，故C点光合作用强度最大；B、D两点时，曲线的斜率为0，即二氧化碳浓度不变，此时光合作用和呼吸作用强度相等．
实验三：（图丙）采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，其原理是：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移，相同时间段内遮光部分只进行了细胞呼吸，而曝光部分细胞呼吸和光合作用同时进行，故B叶片进行的生理活动状况相当于乙图中曲线的BD段，实验开始时两者的起始质量相同（可设为a），则两者的重量差M=M_B-M_A=（a+4小时内光合作用合成量-4小时内细胞呼吸消耗量）-（a-4小时内细胞呼吸消耗量）=4小时内光合作用合成量，故B叶片被截取部分的总光合作用强度为$\frac{{M}_{B}{-M}_{A}}{4}$mg/h．
故答案为：
（1）光照强度  CO₂浓度  
（2）C点    B点、D点   
（3）BD    $\frac{{M}_{B}{-M}_{A}}{4}$

点评 本题以实验为背景，以坐标曲线为载体，考查影响光合作用的因素及光合作用和细胞呼吸的综合计算，要求考生识记光合作用和细胞呼吸的过程，掌握影响光合作用速率的因素，能准确判断曲线图中各点或各区段的含义，能分析题图提取有效信息答题．