Question

图1中①~⑤表示发生在黄瓜叶肉细胞内的部分生理过程，其中X物质和Y物质都含有3个碳原子；某科研小组探究不同CO₂浓度和不同光照强度对黄瓜幼苗光合作用影响实验时，所得实验结果如图2所示。回答下列有关问题。

（1）图1中，除了①过程有[H]产生外，__________（填序号）过程也一定有[H]产生：X物质和Y物质在叶肉细胞的具体形成场所分别是_____________________。

（2）当环境中CO₂浓度大于_____________mg·L^-1时，光合作用才开始启动；当环境中CO₂浓度为100~200mg·L^-1时，限制黄瓜幼苗光合作用强度的外界因素主要是____________________。

（3）当环境中CO₂浓度为200 mg·L^-1时，黄瓜幼苗的叶肉细胞消耗CO₂的量___________（填“大于”“等于”或“小于”）其呼吸作用产生CO₂的量。

（4）图中a、b、c三点分别表示对应光照强度下环境中CO₂的饱和点，分析这3点的共性，环境中CO₂的饱和点指的是____________________。

（5）研究发现，适当遮光可以导致黄瓜植株的叶绿素含量增加。请从完全培养液中相关离子含量的变化角度设计一个实验间接验证上述现象，请简要写出该验证实验的操作步骤：____________________。（注：相关离子含量的检测方法不作要求：不考虑蒸腾作用对实验结果的干扰。）

Answer

③ 叶绿体基质和细胞质基质 100 CO2浓度 大于 一定条件下，光合速率达到最大值所对应的最小的CO2浓度 将生理状态、大小等相同的黄瓜幼苗平均分成两组，分别培养在等量且相同的完全培养液中，一组适当遮光处理，一组未遮光处理，在相同且适宜的环境中培养一段时间，最后检测并比较两组完全培养液中镁离子的含量

【解析】

分析题图1：①为光反应，②为暗反应，③为细胞呼吸第一阶段，④为有氧呼吸第二阶段或产生酒精的无氧呼吸第二阶段，⑤为二氧化碳的固定，X为C3，Y为丙酮酸。

分析题图2：图2实验的自变量是二氧化碳浓度和光照强度，因变量是光合作用强度，图示表明，随着二氧化碳浓度和光照强度的增加，光合作用强度先增加后稳定，且光照越强光合作用强度相对也越强。

（1）图中产生[H]的过程一定有细胞呼吸第一阶段③和光反应阶段①，④过程若为无氧呼吸第二阶段没有[H]的产生。根据分析可知，X为二氧化碳固定形成的C3，Y为葡萄糖分解形成的丙酮酸，二者形成的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质。

（2）由图2可知，当环境中CO2浓度大于100mg•L-1时，CO2的吸收量才有变化，光合作用才开始启动。当环境中CO2浓度为100-200mg•L-1时，三条曲线重合，此时限制光合速率的因素主要是CO2浓度。

（3）当环境中CO2浓度为200mg•L-1时，三条曲线的净光合速率都为0，植物体光合速率等于呼吸速率，但由于植物体内存在不进行光合作用的细胞，故对叶肉细胞来说，光合速率应大于呼吸速率，故黄瓜幼苗的叶肉细胞消耗CO2的量大于呼吸作用产生CO2的量。

（4）环境中CO2的饱和点指的是一定条件下，光合速率达到最大值所对应最小的CO2浓度。

（5）要验证适当遮光可以导致黄瓜植株的叶绿素含量增加，可将生理状态、大小等相同的黄瓜幼苗平分成两组，分别培养在等量且相同的完全培养液中，一组适当遮光处理，一组未遮光处理，在相同且适宜的环境中培养一段时间，最后检测并比较两组完全培养液中镁离子的含量。