Question

城市高樓林立，屋頂花園能有效增加綠地覆蓋率，逐漸成為凈化空氣，降低室溫的一項重要舉措，為提高屋頂植物的生態(tài)效益，有人做了相關(guān)實驗，并繪出了有關(guān)圖象．請據(jù)圖分析回答下列問題．

（1）夏季中午，屋頂植物的光合強度與呼吸強度之間的關(guān)系可用甲圖中的

 

表示（填字母），此時細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生CO₂的具體場所是

 

．若長期處于甲圖中

 

所示狀態(tài)（填字母），則植物無法正常生長．
（2）圖乙是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度．實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X．10分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置X．據(jù)此實驗回答下列問題：
①以氧氣的釋放量代表光合作用速率，圖示條件下，光合作用速率是

 

mL/h．
②用這一方法測得的光合作用速率，要比實際的光合作用速率低，原因是

 

．
③有同學(xué)認(rèn)為該實驗缺少對照組導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差較大，請簡述如何設(shè)置對照組．

 

（3）某研究小組欲使用該裝置測定某屋頂植物在不同氧氣條件下時的細(xì)胞呼吸速率，需要將裝置中的碳酸氫鈉溶液換成

 

，同時應(yīng)將該裝置置于

 

環(huán)境中，圖丙為測得在氧濃度為a、b、c、d時，CO₂釋放量和O₂吸收量的關(guān)系圖，若細(xì)胞呼吸的底物是葡萄糖，則在氧濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的

 

倍，該無氧呼吸的反應(yīng)式為：

 

．

Answer 1

考點：細(xì)胞呼吸的過程和意義,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：分析圖解：圖甲中，A細(xì)胞中，線粒體有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳除了供應(yīng)給葉綠體進(jìn)行光合作用，還有部分釋放到細(xì)胞外，說明呼吸作用大于光合作用；B細(xì)胞中，只有線粒體進(jìn)行呼吸作用；C細(xì)胞中，線粒體產(chǎn)生的二氧化碳剛好供給葉綠體光合作用，即光合作用等于呼吸作用；D細(xì)胞中，葉綠體除吸收線粒體釋放的二氧化碳外，還需從細(xì)胞外吸收部分二氧化碳，說明光合作用大于呼吸作用．
圖乙中，實驗裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度，因此實驗裝置測的氣體變化量表示氧氣量．此值為表觀光合速率（即凈光合速率）．
丙圖中，以CO₂釋放量相對值計算：a濃度：氧吸收為0，只有無氧呼吸．b濃度：有氧呼吸為3，無氧呼吸為（8-3）；c濃度：有氧呼吸為4，無氧呼吸為（6-4）；d濃度：有氧呼吸為7，無氧呼吸為0．由此判斷：c濃度最適于貯藏；b濃度無氧呼吸消耗葡萄糖為2.5，為有氧呼吸（0.5）的5倍；d點無氧呼吸為0．

解答： 解：（1）夏季中午，屋頂植物的光合強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于呼吸強度，即線粒體有氧呼吸釋放的二氧化碳供給葉綠體利用之外，葉綠體還需要從細(xì)胞外吸收二氧化碳，即之間的關(guān)系可用甲圖中的D表示．有氧呼吸過程中，CO₂是在有氧呼吸的第二階段產(chǎn)生的，即具體場所是線粒體基質(zhì)．若長期處于甲圖中A、B、C所示狀態(tài)，即光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用是，植物無法正常生長．
（2）①10分鐘內(nèi)，針筒的讀數(shù)由0.2mL變?yōu)?.6mL，說明產(chǎn)生了0.4mL的氧氣，因此，植物的光合作用速率是0.4÷

1

6

=2.4mL/h．
②由于植物在進(jìn)行光合作用的同時，也進(jìn)行呼吸作用，消耗了部分氧氣，所以測量提出的光合作用速率，比實際的光合速率為低．
③有同學(xué)認(rèn)為該實驗缺少對照組導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差較大，因此在設(shè)置對照組時，可以除去原裝置中的植物，其他均不變．
（3）某研究小組欲使用該裝置測定某屋頂植物在不同氧氣條件下時的細(xì)胞呼吸速率，需要將裝置中的碳酸氫鈉溶液換成NaOH或KOH，用于吸收裝置中的二氧化碳，從而測定消耗的氧氣量，同時應(yīng)將該裝置置于黑暗環(huán)境中．氧濃度為b時，據(jù)圖可看出，釋放二氧化碳為8，吸收氧氣為3，只要二者不等，植物就同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸反應(yīng)式，可以求出無氧呼吸消耗2.5的葡萄糖，而有氧呼吸只消耗0.5的葡萄糖，該無氧呼吸的反應(yīng)式為：C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量．
故答案為：
（1）D     線粒體基質(zhì)     A、B、C
（2）①2.4
②植物同時進(jìn)行呼吸作用，消耗氧氣
③答案要點：除去原裝置中的植物，其他均不變
（3）NaOH/KOH（或其他可吸收二氧化碳的堿性溶液）      黑暗     5
C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量

點評：本題具有一定的綜合性和難度，考查了光合作用、呼吸作用的有關(guān)知識，考生要能夠通過細(xì)胞中二氧化碳的吸收和釋放的方向判斷光合作用和呼吸作用強度關(guān)系；實驗設(shè)計比較巧妙，可以通過針筒上的讀數(shù)測出一定時間內(nèi)的氧氣釋放量，進(jìn)而可計算出凈光合速率；同時要求考生能夠根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸過程中葡萄糖、氧氣、二氧化碳之間的比值進(jìn)行相關(guān)計算．