Question

(五）光合作用

番茄营养丰富，栽培广泛。左图是番茄植株光合作用场所及过程示意图。为提高温室番茄产量，研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）的影响，结果如右图。

1.左图中B表示的物质有_____________，反应Ⅱ中发生的能量转换是______________。

2.左图中吸收可见光的色素位于结构[__ ]（填数字），该结构的特点具有的生理意义是______，从而提高了光合速率。

3.光合作用过程中，水光解的作用是           。(多选)

A. 提供e    B. 提供H⁺    C. 使叶绿素分子活化    D. 为合成ATP提供能量

4.补充光质主要影响了左图中的反应_______(Ⅰ/Ⅱ)；选择红光与蓝光为主要补充光质的原因是___________________。

5.据右图分析，下列相关叙述正确的是          。(多选)

A. 延长补光时间可提高净光合速率

B. 补充3种光质均能提高净光合速率

C. 补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率

D. 补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率

6.为提高温室番茄产量，某研究者据右图分析，认为“每日补照4h红蓝复合光”为最佳补光方案，写出该方案的合理与局限之处。

_____________________________________________________________________。

Answer

1.ATP、NADPH活跃→稳

2.①增大酶和色素的面积，更有利于吸收光能，促进光反应

3.ABD

4.Ⅰ红光诵过光合色素吸收驱动光合作用；红光促进茎伸长，促进碳水化合物合成，有利于果蔬VC和糖的合成蓝光抑制茎伸长，促进叶绿素合成，有利于氮同化和蛋白质合成，有利于抗氧化物质合成

5.ABC

6.合理，据图2，①光合速率提髙，照射时间>4h，净光合速率最高，番茄积累的有机物最多，因此该方案是合理的；但是本实验没有补偿光大于4h的实验数据，无法判断每日补光4h是否是最佳，同时因为无法获知红蓝复合光两种光的比例是否会对实验造成影响

【解析】据图分析，图中反应Ⅰ表示光反应阶段，反应Ⅱ表示暗反应将段；物质A表示氧气，物质B表示ATP和NADPH，物质C表示三碳化合物，物质D表示五碳化合物；①表示类囊体薄膜，②表示叶绿体基质，③表示叶绿体内膜。

1.根据以上分析已知，图中物质B表示光反应产生的ATP和NADPH，用于暗反应过程中三碳化合物的还原；反应Ⅱ表示暗反应阶段，将ATP和NADPH中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。

2.左图中的①表示类囊体薄膜堆叠而成的基粒，分布有与光合作用有关的色素；该结构是由单层膜堆叠而成的，增大了色素和酶的附着面积，能更有效的吸收和利用光能，促进光反应，从而提高了光合速率。

3.类囊体薄膜上的色素分子吸收光能后，传递给反应中心的叶绿素a上，叶绿素a吸收光能后被激活释放一个高能电子，一方面，失电子的叶绿素a具有强氧化性，从水分子中夺走电子，水分子裂解成H+和氧气，H+释放到薄膜外，促使ADP在ATP合成酶的作用下转化成ATP：另一方面，释放的高能电子经过类囊体薄膜上一系列电子传递体的传递，最终传递到NADP+，NADP+获得两个电子和一个H+转变为NADPH，故选ABD。

4.光质主要影响光合作用的光反应阶段，即图中的反应Ⅰ；由于红光诵过光合色素吸收驱动光合作用；红光促进茎伸长，促进碳水化合物合成，有利于果蔬VC和糖的合成蓝光抑制茎伸长，促进叶绿素合成，有利于氮同化和蛋白质合成，有利于抗氧化物质合成，所以选择红光与蓝光为主要补充光质。

5.据图分析，与补光时长2h相比，补光时长4h的净光合速率在三种光质下都提高了，说明延长补光时间可提高净光合速率，A正确；分析图形可知，与对照组相比，补充3种光质后净光合速率都提高了，B正确；与其他光质相比，补充红光与蓝光的净光合速率最高，可能是提高了合成有机物的速率，C正确；光质不影响呼吸作用分解有机物，D错误。

6.据图分析可知，每日补照4h红蓝复合光条件下，净光合速率最高，番茄积累的有机物最多，因此该方案是合理的；但是本实验没有补偿光大于4h的实验数据，无法判断每日补光4h是否是最佳，同时因为无法获知红蓝复合光两种光的比例是否会对实验造成影响。