Question

为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理，从顶部去除不同数量叶片，每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率（代表单株产量），同时在一定面积的样方中测定群体光合速率（代表群体产量）。

（注：穗位叶位于植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量）

（1）玉米植株的光合作用强度与呼吸作用强度相同时玉米叶肉细胞中[H]的移动方向包括：线粒体基质到线粒体内膜、___________和___________。

（2）由图甲可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着___________而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为___________。

（3）由图乙可知，随顶部去除叶片数量增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是___________。已知其他叶片的光合产物能补充穗位叶生长和玉米籽粒发育所需，若去除顶部叶片过多则造成减产，其原因是___________。

（4）为了确认穗位叶的光合产物是否因为向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长。实验时向包住穗位叶的透明袋中通入______________________，其他生长条件适宜，一段时间后检测______________________。

Answer

类囊体薄膜到叶绿体基质 细胞质基质到线粒体内膜 去叶数量 去除2片叶 因为随顶部去除叶片数量增加，穗位叶获得的光照和CO2更充足，单株光合速率增加 去除顶部叶片过多，可导致穗位叶和玉米籽粒的有机物输入量降低，使其积累的有机物减少，造成减产 14C标记的CO2 顶部2片遮光叶片是否有放射性

【解析】

植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量。据此分析解答。

（1）玉米植株的光合作用强度与呼吸作用强度相同时，玉米叶肉细胞中呼吸作用产生的[H]由细胞质基质和线粒体基质移向线粒体内膜，光合作用光反应阶段产生的 [H]由类囊体薄膜移向叶绿体基质。

（2）由图甲可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着去叶程度的增强（或：去叶数量的增多）而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为去除2片叶。

（3）由图乙可知，随顶部去除叶片数量增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶获得的光照和CO2更充足。已知其他叶片的光合产物能补充穗位叶生长和玉米籽粒发育所需，若去除顶部叶片过多，可导致穗位叶和玉米籽粒的有机物输入量降低，使其积累的有机物减少，造成减产。穗位叶也需要积累有机物用于自身的各种生命活动需要，而不能全部输出，提供给玉米籽粒。

（4）为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长.实验时向包住穗位叶的透明袋中通入带有放射性14C标记的CO2，其他生长条件适宜，一段时间后检测顶部2片遮光叶片是否有放射性。保证顶部2片叶不能进行光合作用合成有机物，如果一段时间后检测顶部2片遮光叶片有放射性，说明穗位叶的光合产物会向遮光叶片运输，从而导致减产；如果没有放射性，则相反。