Question

12．为研究影响植物光合速率的因素，科研人员进行了相关实验．请据图回答：

（1）图1所示过程发生的场所在叶绿体的基质光，图中的ATP来自于光反应（或叶绿色素吸收的光能）．
（2）图2可知，在15℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的3.5倍，假设每天光照按12小时计算，则最有利于植物生长的温度是20℃．
（3）为研究植物遭遇连续干旱时光合作用速率下降的原因，人们进行了如下的实验．实验前植株正常灌水，并给予正常光照及其他理想条件．自实验开始后，除实验组停止灌水使土壤逐渐干旱外，其他条件均不变．从停水处理后的第一天开始，每隔3d取样一次（早晨8：30～9：30取样，叶片取自幼苗顶端第5～6片叶），分别测定叶片光合色素含量、胞间CO₂浓度、叶片光合速率等数据，并绘制图象如下：（a曲线为对照组，b曲线为干旱实验组）．据图分析，0～6天内，丙图中b曲线下降的原因是光合色素含量下降，胞间CO₂浓度降低；6天后，乙图中b曲线上升的原因是光合作用消耗的CO₂小于呼吸作用释放的CO₂．

Answer 1

分析 分析题图：图1为暗反应过程，A为五碳化合物，B是三碳化合物，C是还原氢，
图2是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果．黑暗中释放CO₂的量表示呼吸速率；光照下吸收CO₂的量代表净光合速率．
图3中a曲线为对照组、b曲线为实验组，从曲线趋势可以看出，停止灌水的实验组的叶片光合色素含量、胞间CO₂浓度、叶片光合速率等数据均低于对照组的数据，并且光合色素含量和叶片光合速率的趋势基本是同步的．

解答 解：（1）图1所示过程是暗反应，发生的场所在叶绿体的基质，图中的ATP来自于 光反应．
（2）图2中，黑暗中释放CO₂的量表示呼吸速率，光照下吸收CO₂的量代表净光合速率，而光合速率=呼吸速率+净光合速率．图2中可以看出，在15℃时，呼吸作用速率为1，净光合速率为2.5，则光合作用速率=呼吸速率+净光合速率=3.5，因此光合速率为呼吸作用速率的3.5倍．
假设每天光照12小时，则一天中植物有机物的积累量=白天12小时的净光合速率-夜间12小时的呼吸速率，代入图中数据可知，最有利于植物生长的温度是20℃．
（3）根据图示过程中O-6天内，随时间增加，实验组甲图中光合色素的含量逐渐下降，乙图胞间CO₂浓度也逐渐降低，受光合色素和胞间CO₂浓度的影响，丙曲线中光合速率也随之下降；光合色素和胞间CO₂浓度主要影响光合速率使之降低，对呼吸速率影响不大，所以乙图中b曲线上升是由于叶片的呼吸作用放出的CO₂大于光合作用消耗的CO₂．此时限制光合作用的主要因素是光合色素含量．
故答案为：
（1）基质    光反应（或叶绿色素吸收的光能）  
（2）3.5    20℃
（3）光合色素含量下降，胞间CO₂浓度降低       光合作用消耗的CO₂小于呼吸作用释放的CO₂

点评 本题考查光合作用过程、呼吸作用的相关知识，意在考查考生从题干中获取信息的能力，并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．