Question

为探究大气C0₂浓度上升及紫外线（UV)辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO₂浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果如下表：

分组及实验处理	株高(cm)	叶绿素含量（mg.g^-1)	光合速率 （mol·m^-2·s^-1）
15天	30天	45天	15天	30天	45天
A	对照（自然条件）	21.5	35.2	54.5	1.65	2.0	2.0	8.86
B	UV辐射	21.1	31.6	48.3	1.5	1.8	1.8	6.52
C	C02浓度倍增	21.9	38.3	61.2	1.75	2.45	2.45	14.28
D	UV辐射和CO2浓度倍增	21.5	35.9	55.7	1.55	2.25	2.25	9.02

请回答：

（1）番茄叶肉细朐中产生和利用CO₂的具体部位分别是_________、__________。

（2）据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于___________含量增加，使光反应速率也加快；另一方面是由于________，加快了碳反应的速率。D组光合速率与对照组相比无显著差异，说明C0₂浓度倍增对光合作用的影响可以_________UV福射增强对光合作用的影响。

（3）科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中，一段时间后有ATP产生。上述实验结果表明，基粒类囊体合成ATP的直接原因是__________。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是_________。

Answer

线粒体（基质） 叶绿体（基质） 叶绿素 CO2 浓度倍增 降低（抵消） 膜内外存在H+梯度（H+浓度差） 使水分解产生H+，并使类囊体膜内外之间产生H+梯度（H+浓度差）

【解析】试题分析：本题考查细胞呼吸、光合作用，考查对细胞呼吸、光合作用过程、影响因素的理解。解答此题，可根据表中不同组实验的条件和叶绿素含量、光合速率的高低推测自变量和因变量之间的关系，根据pH与H+浓度的关系分析基粒类囊体合成ATP的直接原因。

（1）番茄叶肉细朐中通过有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2，通过光合作用的暗反应阶段在叶绿体基质利用CO2。

（2）据表可知，C组叶绿素含量大于对照组，可以吸收较多的光能，使光反应速率加快；另一方面C02浓度倍增，可以加快碳反应的速率。D组同时进行UV辐射和CO2浓度倍增，光合速率与对照组相比无显著差异，说明C02浓度倍增对光合作用的影响可以降低（抵消）UV福射增强对光合作用的影响。

（3）在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中，让基粒类囊体腔的pH值下降至4，然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中，类囊体膜内外存在H+梯度（H+浓度差），一段时间后有ATP产生，说明类囊体腔内H+的外流导致ATP的产生。据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是使水分解产生H+，并使类囊体膜内外之间产生H+梯度（H+浓度差）。