Question

（16分）为探究CO₂浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和CO₂浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

分组及实验处理	株高（cm）	叶绿素含量(mg·g^-1)	光合速率 (μmol m^-2s^-1)
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照(自然条件)	21.5	35.2	54.3	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV辐射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	CO2浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.4	2.45	14.28
D	UV辐射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	1.95	2.25	9.02

（1）番茄叶肉细胞中产生和利用CO₂的具体部位分别是                      。

（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于              ，加快了碳反应的速率；另一方面是由于                  含量增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照组相比无显著差异，说明CO₂浓度倍增对光合作用可以           UV辐射增强对光合作用的影响。

（3）由表可知，CO₂浓度倍增可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能与CO₂参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中        的含量。若检测结果是              ，则支持假设。

（4）科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如下图）。一段时间后，有ATP产生。

上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的原因是                          。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是

Answer

（1）线粒体基质 叶绿体基质（细胞溶胶）

（2）CO2浓度倍增 叶绿素 降低

（3）生长素 C组生长素含量高于A组

（4）膜内外存在H+梯度（H+浓度差） 使水分解产生H+，使类囊体膜内外之间产生H+梯度（H+浓度差）

【解析】

试题分析：（1）CO2参与光合作用的暗反应，在叶绿体基质与C5结合，形成的C3被还原剂NADPH（[H]）还原成糖类。糖类在细胞质基质分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体基质被彻底分解为CO2。（2）据表可知，C组的处理为CO2浓度倍增，光合速率明显高于对照组，可能是作为光合作用原料——CO2浓度倍增，加快了碳反应速率；另一个可能原因就是（从表格内容看出），色素含量增加，光反应速率加快。观察A组和D组，光合速率相差不大，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以降低UV辐射增强对光合作用的影响。（3）若CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长是因为促进了生长素的合成，则还需要测定A、C组植株中生长素的含量，若生长素含量C组高于A组，则假说成立。（4）根据题意可知，导致ATP合成的原因是膜内外存在H+梯度（H+浓度差）。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是 使水分解产生H。，使类囊体膜内外之间产生H+梯度。

考点：本题主要考查影响光合作用的因素，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系和对实验结果的分析、处理能力。