Question

4．玉米與其他植物間行種植稱為間作，單獨種植玉米稱為單作．玉米與大豆間作可增產（已知玉米株高大于大豆）．如圖是玉米與大豆間作和玉米單作在不同光照強度下測得的單株玉米吸收CO₂的速率（假設間作與單作農作物間的株距、行距均相同）．請分析回答下列問題：

（1）光照強度為a時，間作和單作光合速率無明顯差別，導致該現(xiàn)象的主要原因是光照強度低（弱）．
（2）光照強度為b時，單作玉米的葉綠體固定CO₂的速率為15?mol•m^-2•s^-1．
（3）光照強度為c時，間作的光合速率比單作高，從環(huán)境角度分析，間作時玉米植株對CO₂和光能的利用優(yōu)于單作．
（4）光照強度為d時，玉米間作時每個葉肉細胞中產生的和ATP的量比單作時多（多、相等、少）．
（5）光補償點時，玉米植株綠色部分細胞光合作用產生的O₂量大于（大于、等于或小于）其細胞呼吸消耗的O₂量．
（6）同一玉米植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，除外界因素外，最可能的原因是底部葉片衰老，酶活性降低．

Answer 1

分析 影響光合作用的環(huán)境因素有：光照強度、溫度、二氧化碳濃度等．
分析圖解可知，光照強度為0時，葉肉細胞只進行呼吸作用，因此釋放的5個單位的二氧化碳表示呼吸速率；圖中看出，光照強度在a點之前，間作和單作的光合作用強度相同；當光照強度大于a點時，間作的光合速率明顯高于單作的．

解答 解：（1）圖中看出，光照強度為a及小于a時，間作和單作光合速率無明顯差別，而大于a后，間作光合速率逐漸高于單作，因此導致該現(xiàn)象的主要原因是光照強度低．
（2）光照強度為b時，單作玉米吸收CO₂的速率為10μmol•m^-2•s^-1，該值表示玉米的凈光合速率，而葉綠體固定CO₂的速率為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=10+5=15μmol•m^-2•s^-1．
（3）由于影響光合作用的環(huán)境因素有光照強度、溫度、二氧化碳濃度等，因此光照強度為c時，間作的光合速率比單作高，從環(huán)境角度分析，間作時對CO₂和光能（或光照）的利用優(yōu)于單作．
（4）光照強度為d時，由于兩種情況下細胞呼吸速率相等，因此圖中看出玉米間作時的總光合速率大于單作玉米，即玉米間作時每個葉肉細胞中光反應產生的[H]和ATP的量比單作時多．
（5）光補償點時，玉米植株光合速率等于呼吸速率，此時由于植物體內還有許多細胞只能進行呼吸作用相互有機物，所以玉米植株綠色部分細胞光合作用產生的O₂量大于其自身細胞的呼吸作用消耗的O₂量．
（6）同一玉米植株的底部葉片相對衰老，酶的活性降低，呼吸作用強度比頂部葉片弱．
故答案為：
（1）光照強度低（弱）      
（2）15
（3）CO₂     光能（或答：“光照”）    
（4）多    
（5）大于
（6）底部葉片衰老，酶活性降低

點評 本題考查了影響光合作用的環(huán)境因素以及光合作用和呼吸作用之間的關系，意在考查考生的析圖能力和理解能力，難度適中．考生在計算葉綠體固定CO₂的速率時能夠利用公式：總光合速率=凈光合速率+呼吸速率；并且能夠從圖解中找到呼吸速率及凈光合速率．