Question

（16分）如表所示为4种植物（a～d）的单个植株在自然CO₂浓度及最适温度下的光补偿点和光饱和点。回答相关问题：

植物种类	光补偿点（klx）	光饱和点（klx）
a	1~2	30~80
b	0.2~0.3	50~80
c	0.5~1.5	20~50
d	0.1~0.2	5~10

（1）植物细胞能产生CO₂的具体部位是_____________；能利用CO₂的具体部位是____________。

（2）光照强度为0．4 klx时，表格中_________（填字母）植物的呼吸作用产生的CO₂多于光合作用吸收的CO₂。

（3）仅考虑温度和CO₂含量的影响，在温度较高，CO₂较少的密闭温室中，植物的光补偿点较_______（填“高”或“低”）。大田玉米群体的光饱和点比单株玉米的光饱和点要高，主要原因是____________。

（4）近年来冬季北方大部出现严重雾霾天气，对植物光合作用产生了明显影响，某兴趣小组假设雾霾中植物光合作用下降的原因有两种可能：一是雾霾中的污染颗粒导致光照强度下降，影响了光合作用的光反应阶段；二是污染颗粒堵塞了气孔使CO₂的吸收减少，影响了光合作用的暗反应阶段。该兴趣小组设计如下装置进行实验（下图）：

该实验的自变量是____________，在其他环境条件相同的条件下，分别测量叶肉细胞中三碳化合物（C₃）的含量作为检测指标，其原理是：若雾霾只影响光反应阶段，C₃含量______（填“上升”或“下降”）；若只影响暗反应阶段，C₃含量_______（填“上升”或“下降”）；若实验结果是两组三碳化合物含量无显著差异，则原因是__________________________。

Answer

（16分，除标明外，每空2分）

（1）线粒体基质和细胞质基质（1分） 叶绿体基质（1分）

（2）a、c

（3）高 植株间存在遮光现象（或CO2浓度增加）

（4）装置内空气的种类（空气中是否有雾霾颗粒等） 上升 下降 雾霾对光反应和暗反应均有影响

【解析】分析题意可知，植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时的光照强度称为光补偿点，则低于该光照强度时，光合作用强度将小于呼吸作用强度；光饱和点是指光合速率达到最高时的光照强度，超过该光照强度，植物光合速率不再增大。（1）在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水分解成二氧化碳和[H]，该阶段发生在线粒体基质中；另外植物无氧呼吸过程中也能产生二氧化碳，该反应发生在细胞质基质中。同时光合作用的暗反应过程中会消耗二氧化碳，该阶段发生在叶绿体基质中。（2）植物的呼吸作用产生的CO2多于光合作用吸收的CO2，说明呼吸强度大于光合作用强度，由表中内容可知，在a和c时还未到达光补偿点，说明光合作用强度小于呼吸作用强度。（3）在温度较高，CO2较少的密闭温室中，植物的呼吸作用较强，因此植物的光补偿点较高，大田玉米群体的光饱和点比单株玉米的光饱和点要高，主要原因是植物之间有相互遮光的现象。（4）对照装置可以发现：装置内空气种类不同，可判断为该实验的自变量。在其他环境条件相同的条件下，若雾霾只影响光反应阶段，C3含量上升；若只影响暗反应阶段，C3含量下降，因此测量叶肉细胞中三碳化合物的含量作为检测指标。若雾霾对光反应和暗反应均有影响，两组三碳化合物含量无显著差异。