Question

下列图甲表示植物单株光合作用速率随种植密度变化曲线；图乙表示植物在一昼夜下氧气释放量的变化曲线；图丙代表对某植物的一叶片进行不同处理的示意图。请据图回答相关问题。

（1）由甲图可推知，与M点相比，N点限制单株光合作用强度的主要外界因素有__________（写出两种）。

（2）图乙中该植物阴影部分所表示的O₂释放量______________（填“大于”、“等于”或“小于”）一昼夜的O₂释放量。若测得该植物一昼夜的O₂释放量为500mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O₂总量是_______________ mg。

（3）若适当降低植物生长环境中CO₂的浓度，图乙中的B点将向_______（填“左”或“右”）移动；此时细胞的叶绿体中短时间内C₅的含量变化为________（填“升高”或“降低”或“不变”）。

（4）图丙是将对称叶片进行上侧遮光下侧曝光的处理，在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为m和n（单位：g），则(n-m)/12所代表的是下侧叶的 ______________________________。（已阻止两侧之间的物质和能量的转移）。

Answer

光照强度、二氧化碳浓度 大于 740 左 升高 总光合作用速率（或真正光合速率）

【解析】

分析图甲可知，种植密度过高会导致单株植物的光合速率降低。图乙表示植物在一昼夜下氧气释放量的变化曲线，图中阴影部分表示白天净光合释放氧气的量。图丙中A是在黑暗条件下的实验，单位时间内测得的数据可表示呼吸速率，B是在光照条件下的的实验，单位时间内测得的数据表示净光合速率。

（1）与M点相比，N点种植密度过高，导致植株相互遮挡阳光，空气不流通，影响光照强度和二氧化碳供应，降低光合速率，所以与M点相比，N点限制单株光合作用强度的主要外界因素有光照强度、二氧化碳浓度。
（2）该植物一昼夜的O2净释放量=白天光合作用量-一昼夜呼吸作用量=阴影部分面积-两侧空白部分，即：图乙中阴影部分所表示的O2释放量表示白天（AB段）光合作用积累量，故该值大于该植物一昼夜的O2释放量。呼吸速率为10mg，故24小时呼吸量为240mg，一昼夜中的实际光合量=净光合量+呼吸量=500+240=740mg。

（3）图乙中B点表示光补偿点即光合速率=呼吸速率，适当降低植物生长环境中CO2的浓度，光合速率降低，故为保持光合速率和呼吸速率相等，则B点应该左移，即增强光照强度。适当降低植物生长环境中CO2的浓度，此时细胞的叶绿体中短时间内C5的消耗量减少，但生成量不变，因此C5含量变化为升高。
（4）德国科学家用图丙所示实验方法证明了光合作用的产物有淀粉，该实验中遮光部分为对照组，曝光部分为实验组，即B为实验组。由于叶片在遮光条件下只进行呼吸作用，而在光照条件下光合和呼吸同时进行，假设实验开始，两侧截取同等面积的叶片的干重为X，则12小时细胞呼吸消耗的有机物=X-m，因此m=X-12小时细胞呼吸消耗的有机物；而n-X=12小时细胞光合作用积累的有机物，则b=12小时细胞光合作用积累的有机物+X；因此n-m=（12小时细胞光合作用积累的有机物+X）-（X-12小时细胞呼吸消耗的有机物）=12小时细胞光合作用积累的有机物+12小时细胞呼吸消耗的有机物=12h内截取部分叶片光合作用生产的总光合量 。即(n-m)/12所代表的是下侧叶的总光合速率。