Question

【題目】（五）光合作用

光合作用是地球上最主要的化學(xué)反應(yīng)，分為兩個階段，過程如圖1所示。研究人員以東北地區(qū)玉米為研究對象，以390μmol/mol的大氣CO2濃度和自然降水條件為對照組（即C390+W0組），分別研究CO2濃度升高至550μmol/mol（即C550+W0組）和降水增加15%（即C390+W15組）對玉米凈光合速率（即光合作用合成有機(jī)物的速率減去呼吸作用消耗有機(jī)物的速率）的影響，結(jié)果如圖2。其中P為C390+W0組曲線上的點(diǎn)，此時的光照強(qiáng)度為600μmol·m-2·s-1。

【1】圖1中階段1的場所是________，其上具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的色素是________。物質(zhì)X是________。

【2】若突然停止光照，圖1中O2、NADPH和X的含量變化分別是________ （用“升高”、“不變”或“下降”表示）。

【3】下列關(guān)于圖2的分析正確的是________。（多選）

A. CO2濃度變化會通過光反應(yīng)影響光合作用

B. C390+W0組玉米呼吸作用消耗有機(jī)物的速率大于5μmol·m-2·s-1

C. 適當(dāng)增加降水可提高氣孔的開放度，增加玉米CO2的攝入量，從而促進(jìn)光合作用

D. P點(diǎn)時，僅增加15%的降水量對玉米凈光合速率的提升作用比僅升高CO2濃度到550μmol/mol的作用明顯

【4】有資料顯示，未來東北地區(qū)將受到大氣CO2濃度升高至550μmol/mol和降水量增加15%的共同影響，某同學(xué)據(jù)圖2數(shù)據(jù)判斷這兩種因素的共同作用將在更大程度上促進(jìn)玉米的產(chǎn)量提高。寫出該判斷的合理和不足，并修正不足之處。

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Answer 1

【答案】

【1】葉綠體類囊體膜/類囊體膜/類囊體/基粒葉綠素a三碳化合物

【2】下降、下降、升高

【3】CD

【4】據(jù)圖2顯示這兩種因素單獨(dú)作用都在一定的光照強(qiáng)度下能提高凈光合速率，所以，它們單獨(dú)作用都能促進(jìn)玉米有機(jī)物的積累，從而促進(jìn)產(chǎn)量的提高。據(jù)此可以預(yù)估兩個因素共同作用可以更好地提高玉米產(chǎn)量。但是作為判斷得出的結(jié)論，還缺乏數(shù)據(jù)支持，應(yīng)增設(shè)“C550+W15”（即CO2濃度為550μmol/mol和降水增加15%）的組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對結(jié)果作分析和判斷

【解析】據(jù)圖分析，圖1中階段1表示光合作用光反應(yīng)階段，發(fā)生了水的光解、ATP和NADPH的生成；階段2表示光合作用暗反應(yīng)過程，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原，因此圖中X表示三碳化合物。圖2中實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度和降水量，因變量是凈光合速率。

【1】根據(jù)以上分析已知，階段1表示光合作用光反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，該膜上含有的葉綠素a具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的光能；X表示三碳化合物。

【2】若突然停止光照，光反應(yīng)停止，則產(chǎn)生的氧氣、ATP和NADPH都減少，進(jìn)而導(dǎo)致三碳化合物的還原減弱，因此三碳化合物（X）的含量增加。

【3】CO2是光合作用暗反應(yīng)的原料，因此CO2濃度變化會通過暗反應(yīng)影響光合作用，A錯誤；據(jù)圖分析可知，C390+W0組玉米呼吸作用消耗有機(jī)物的速率小于5μmol·m-2·s-1，B錯誤；三條曲線中，C390+W15組的凈光合速率最高，因此適當(dāng)增加降水可提高氣孔的開放度，增加玉米CO2的攝入量，從而促進(jìn)光合作用，C正確；P點(diǎn)時，僅增加15%的降水量對玉米凈光合速率的提升作用比僅升高CO2濃度到550μmol/mol的作用明顯，D正確。

【4】據(jù)圖2顯示這兩種因素單獨(dú)作用都在一定的光照強(qiáng)度下能提高凈光合速率，所以，它們單獨(dú)作用都能促進(jìn)玉米有機(jī)物的積累，從而促進(jìn)產(chǎn)量的提高。據(jù)此可以預(yù)估兩個因素共同作用可以更好地提高玉米產(chǎn)量。但是作為判斷得出的結(jié)論，還缺乏數(shù)據(jù)支持，應(yīng)增設(shè)“C550+W15”（即CO2濃度為550μmol/mol和降水增加15%）的組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對結(jié)果作分析和判斷。