Question

9．在一定濃度的CO₂和適當(dāng)溫度條件下，測(cè)定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強(qiáng)度的關(guān)系（如圖一），細(xì)胞呼吸與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系（如圖二）．請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）圖一中，影響a點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外界因素是O₂濃度；b點(diǎn)所示條件下，該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體；c點(diǎn)時(shí)葉綠體中ADP的移動(dòng)方向是葉綠體基質(zhì)→類(lèi)囊體薄膜；適當(dāng)提高外界溫度，圖中c點(diǎn)將向左下移動(dòng)．由圖一可知，在連續(xù)光照條件下，光照強(qiáng)度大于2klx時(shí)，植物才會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．在相同溫度下，將該植物的葉片置于8klx光照下10小時(shí)，然后移到黑暗處14小時(shí)，則該24小時(shí)內(nèi)每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為180mg．
（2）圖二中細(xì)胞呼吸的有關(guān)曲線需在什么條件下測(cè)得？黑暗（或無(wú)光、遮光）；當(dāng)O₂濃度為5%時(shí)，細(xì)胞呼吸的方式為無(wú)氧呼吸和有氧呼吸；若圖一中a點(diǎn)是在氧氣充足條件下測(cè)得的，則氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（3）如圖三表示研究人員測(cè)定的該植物在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)連續(xù)48h溫室內(nèi)CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線（整個(gè)過(guò)程呼吸作用強(qiáng)度恒定）．該植物呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)是6、18、30、42時(shí)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖一表示在一定濃度的CO₂和適當(dāng)溫度條件下，測(cè)定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強(qiáng)度的關(guān)系．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，光合強(qiáng)度為0，此時(shí)植物細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用；ab段，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度；b點(diǎn)時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度；b點(diǎn)之后，呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度．
分析圖二：圖二表示細(xì)胞呼吸與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系．實(shí)線表示有氧呼吸強(qiáng)度與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系，虛線表示總的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系．
分析圖三：圖三表示該植物在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)連續(xù)48h溫室內(nèi)CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線．

解答 解：（1）圖一中a點(diǎn)表示呼吸作用速率，影響呼吸作用的外界因素是O₂濃度、溫度、CO₂濃度等，而本實(shí)驗(yàn)在一定濃度的CO₂和適當(dāng)溫度條件下，因此影響本實(shí)驗(yàn)a點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外界因素是O₂濃度．b點(diǎn)所示為光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度，此時(shí)該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP來(lái)自光合作用光反應(yīng)和有氧呼吸的三個(gè)階段，產(chǎn)生的部位是葉綠體（類(lèi)囊體薄膜）、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜）．c點(diǎn)時(shí)光合作用速率達(dá)到最大值，葉綠體中階段產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)階段分解ATP，而ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化，因此ADP的移動(dòng)方向是葉綠體基質(zhì)→類(lèi)囊體薄膜．圖一實(shí)驗(yàn)已經(jīng)是在適當(dāng)溫度條件下進(jìn)行，若適當(dāng)提高外界溫度，光合作用酶的活性可能降低，光合速率減慢，圖中c點(diǎn)將向左下移動(dòng)．由圖一可知，光照強(qiáng)度為2 klx時(shí)，植物葉片光合作用合成的有機(jī)物等于細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物，無(wú)有機(jī)物積累，植物不能生長(zhǎng)，因此，若在連續(xù)光照條件下，光照強(qiáng)度大于2 klx時(shí)，植物才可能表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．該24小時(shí)內(nèi)每100 cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量就是8 klx光照下10小時(shí)的實(shí)際光合速率，即10×（12+6）=180（mg）
（2）圖二是有關(guān)該植物細(xì)胞呼吸的氧氣和二氧化碳關(guān)系曲線，為避免光合作用中氣體產(chǎn)生和釋放的干擾，應(yīng)在黑暗（或無(wú)光、遮光）條件下進(jìn)行；當(dāng)O₂濃度為5%時(shí)，CO₂釋放量大于O₂的吸收量，可知細(xì)胞呼吸的方式為既有有氧呼吸，又有無(wú)氧呼吸；當(dāng)O₂濃度為15%時(shí)，細(xì)胞呼吸速率最大，因此若圖一中a點(diǎn)是在氧氣充足條件下測(cè)得的，則氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（3）由圖三分析可知，光合作用與呼吸作用相等的點(diǎn)是室內(nèi)CO₂濃度曲線的拐點(diǎn)，也即植物CO₂吸收速率曲線中與橫坐標(biāo)相交的點(diǎn)，圖中共有4個(gè)，分別是6h、18h、30h、42h，
故答案為：
（1）O₂濃度   細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體  葉綠體基質(zhì)→類(lèi)囊體薄膜   左下  2   180
（2）黑暗（或無(wú)光、遮光）     無(wú)氧呼吸和有氧呼吸     15
（3）6、18、30、42時(shí)

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響光合作用速率的環(huán)境因素、細(xì)胞呼吸，意在考查學(xué)生能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．