Question

（9分）番茄是重要的经济作物，某校的生物兴趣小组研究了土壤含水量对番茄叶片光合作用的影响，土壤含水量分别为田间灌溉量最高指标的75%-90%（对照）、65%-85%（T₁）、50%-70%（T₂）、30%-50%（T₃）、29%-35%（T₄），结果如表（气孔导度越大，说明气孔开放程度越大）。请回答下列问题：

组别 项目	对照	T1	T2	T3	T4
叶绿素a（mg·g^-1）	1.35	1.49	1.54	1.70	1.54
叶绿素b（mg·g^-1）	0.37	0.41	0.47	0.43	0.41
净光合速率	6.20	5.68	5.06	3.66	2.88
气孔导度（mmol）	0.182	0.164	0.147	0.138	0.110
胞间CO2浓度	242	234	240	252	290

（1）叶绿体中的色素提取过程中，研磨时加入CaCO₃的目的是___________；过滤时在漏斗基部放一块___________；不用滤纸过滤的原因是___________。

（2）随着土壤含水量的下降，叶绿素含量变化趋势是___________。两种叶绿素比较，叶绿素___________对水分亏损的反应更加敏感。

（3）据表分析，T₃和T₄组番茄叶片净光合速率下降的可能原因是：细胞利用二氧化碳的能力减弱，判断的主要依据是___________。

（4）另一生物兴趣小组研究了光照强度对番茄光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如图：

①图甲中a对应图乙中___________点的生理状态，b代表光照强度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）f。

②若土壤中缺镁，则图乙中g点将向___________移动。

Answer

防止研磨中色素被破坏 单层尼龙布 滤纸会吸附色素 先增多后减少 b 与对照组相比，番茄叶片气孔导度下降，胞间CO2浓度却升高 e 小于 左下方

【解析】

（1）分析题文描述和表中信息：该实验的目的是研究土壤含水量对番茄叶片光合作用的影响，自变量是土壤含水量，因变量是叶绿素的含量、净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度。表中叶绿素的含量随着土壤含水量的不断下降而先增多后减少，净光合速率、气孔导度则不断减少，胞间二氧化碳浓度不断上升。

（2）分析图甲：单位时间内，O2产生总量表示（实际）光合速率，CO2释放量＝细胞呼吸速率－（实际）光合速率。光照强度为b时，CO2释放量大于零，说明细胞呼吸速率大于光合速率。

（3）分析图乙：纵坐标所示的CO2吸收量或释放量反映的是光合作用固定的CO2量与细胞呼吸产生的CO2量的差值，表示的是净光合速率，当光照强度为零时的e点表示呼吸速率；f点是光的补偿点，即光合速率与呼吸速率相等时的光照强度；X是光饱和点，即光合速率达到g点所对应的最大值时所需要的最小光照强度；f点之后，光合速率大于细胞呼吸速率，g点时光合速率达到最大值。

(1) 叶绿体中的色素提取过程中，研磨时加入CaCO3的目的是防止研磨中色素被破坏；过滤时在漏斗基部放一块单层尼龙布；不用滤纸过滤的原因是：滤纸对色素的吸附性强，会有很多色素吸附在滤纸上，导致滤液中的色素含量降低。

(2) 分析表中信息可知：随着土壤含水量的下降，叶绿素的含量先增多后减少，且叶绿素b含量先降低，说明叶绿素b对水分亏损的反应更加敏感。

(3) 据表分析，T3和T4组番茄叶片气孔导度下降，胞间二氧化碳浓度却升高，所以净光合速率下降的原因不是二氧化碳供应不足引起，可能的原因是：细胞利用二氧化碳的能力减弱。

(4) ①在图乙中，光照强度为零时，该植株不能进行光合作用，但能进行细胞呼吸，此时纵坐标上的e点表示细胞呼吸速率；光照强度为f时，CO2吸收量或释放量为零，此时光合速率与细胞呼吸速率相等；光照强度小于f时，CO2吸收量为负值，说明光合速率小于细胞呼吸速率。在图甲中，光照强度为a时，O2产生总量为零，CO2释放量为6个单位，说明该植株不能进行光合作用，细胞呼吸速率为6个单位，因此图甲中a对应图乙中e点的生理状态。图甲中的光照强度为b时，O2产生总量与CO2释放量相等，该植株此时的（实际）光合速率＝细胞呼吸速率－（实际）光合速率，即细胞呼吸速率＝2（实际）光合速率，则该植株的光合速率小于细胞呼吸速率，因此b代表光照强度小于f。

②g点时光合速率已经达到最大值。镁是合成叶绿素所必需的。若土壤中缺镁，则该植物体内叶绿素含量减少，光反应减弱，导致光合速率减弱，但细胞呼吸速率不变，所以图乙中g点将向左下方移动。