Question

11．下面是对不同植物光合作用相关问题的研究，请据图回答
研究一：在研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响的实验中，得到如图1所示的结果．（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的叶片净光合速率高．与对照组相比，蓝光处理组的叶肉细胞对CO₂的利用率高，据图分析，其原因是蓝光下，气孔导度高，CO₂供应充分，而胞间CO₂较低，说明对CO₂利用率高．
（2）叶肉细胞间隙CO₂至少需要跨3层磷脂双分子层才能达CO₂固定的部位．
研究二、图2是仙人掌科植物特殊的CO₂同化方式，吸收的CO₂生成苹果酸储存在液泡中，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO₂用于光合作用；图3表示不同地区A、B、C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线，请据图分析并回答：

（3）图2代表的植物对应图3中的A类植物（填字母）．图2所示细胞在夜间能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体．该植物夜间能吸收CO₂，却不能合成糖类等有机物的原因是没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供NADPH和ATP．
（4）在上午10：00时，突然降低环境中CO₂浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C₃含量变化的差异是植物A基本不变，植物B下降．
（5）已知植物B光合作用的最适温度为29℃，以下影响图24中m点（曲线B与X轴交点）向左移动的因素有BE．（多选）
A．植物缺镁     B．气温上升为29℃C．天气转阴
D．CO₂浓度下降    E．CO₂浓度提高
实验室探究光照强度对植物C生理代谢的影响时，测得相关代谢数据如下表：

黑暗条件下CO2释放量	光饱和时光照强度	光照强度为8.0klx时 O2释放量
1.2μmol/m2•s	7.5klx	是7.2μmol/m2•s

（注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）．
（6）当光照强度为7.5klx时，植物C光合作用固定的CO₂量是8.4μmol/m²•s．
研究三、将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如4图所示．

（7）据图分析，下列叙述正确的是D
A． 与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B． 与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C． 间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D． 大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作．

Answer 1

分析 分析图1可知：本实验的自变量为不同光照，因变量包括：CO₂吸收量、气孔导度、胞间CO₂浓度．柱形图中，从CO₂吸收量来看，蓝光最高，红光最低；从气孔导度来看，蓝光最高，红光最低；而从胞间CO₂浓度来看：红光最高，蓝光最低．
图2中所示的结构包括了细胞质基质、液泡（左上）、线粒体（右下）、叶绿体（左下）．图中可以看出，CO₂在细胞质基质中转化为苹果酸，并暂时贮存于液泡中，苹果酸可进入细胞质基质分解产生CO₂进入叶绿体进行光合作用．仙人掌类植物特殊的CO₂同化方式能够将二氧化碳储存在细胞中，在干旱导致气孔关闭时可释放用于光合作用，因此这种植物的耐旱能力较强，可对应图2中的A曲线．图3中植物B在中午时气孔关闭，导致光合速率减慢．
分析图4，表示桑树的光合速率随着光照强度的增大而逐渐增强，最后达到平衡状态，且间作的最大光合速率大于单作；大豆的光合速率随着光照强度的增大也逐渐增强，最后达到平衡状态，但是单作的最大光合速率大于间作，且间作先达到饱和点．

解答 解：（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的CO₂吸收量更大，说明30d幼苗的净光合速率更大．三种光照射，蓝光处理的组吸收的CO₂更多，胞间CO₂浓度更低，说明对CO₂的利用率更高，而蓝光处理的组气孔导度也最大，说明蓝光通过促进了气孔开放，使CO₂供应充分，加快暗反应，最终提高光合速率．
（2）CO₂固定部位在叶绿体基质，因此叶肉细胞间隙的CO₂至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜（即3层磷脂双分子层）才能到达作用部位．
（3）图3曲线反映的一天24 h内细胞吸收CO₂的速率，其中曲线A在夜晚吸收较多，白天因气孔关闭，不能从外界吸收CO₂，故其对应图2中所示植物．图2中所示的结构包括了细胞质基质、液泡（右上）、线粒体（右下）、叶绿体（左下）．在夜间细胞中的叶绿体不能进行光反应，故不能产生ATP；而细胞质基质和线粒体能进行细胞呼吸的相关过程，故能产生ATP．据图2可知：CO₂在细胞质基质中转化为苹果酸，并暂时贮存于液泡中，苹果酸可进入细胞质基质分解产生CO₂进入叶绿体进行光合作用．没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供[H]和ATP，故仙人掌类植物夜间不能合成糖类等有机物．
（4）在10时，突然降低环境中CO₂浓度后的一小段时间内，植物A由于不吸收二氧化碳，C₃含量基本不变．植物B二氧化碳的固定减弱，细胞中C₃含量降低．
（5）图中m表示光补偿点，m点左移表示光补偿点减少，影响其向左移动的因素主要有温度适宜酶的活性升高、二氧化碳供应充足等因素．故选：BE．
（6）当光照强度为7.5klx时，植物C光合作用固定的CO₂量是净光合速率+呼吸速率=7.2+1.2=8.4μmol/m²•s．
（7）A、桑树和大豆间作时的光合速率与单作时的光合速率不是一致的，说明间作对于植物来讲是有影响的，曲线显示桑树间作时呼吸作用变大，大豆间作时呼吸作用变小，A错误；
B、图中显示与间作相比，桑树间作时光合作用的光饱和点增大，而大豆减小，B错误；
C、大豆在光照强度达到两条曲线相交之前（如5）时，间作的光合速率是比单作还要高的，C错误；
D、曲线与横坐标的交点（即光补偿点）代表光合作用与呼吸作用相等，此点之后植物开始积累有机物．右图显示大豆单作光补偿点大于间作，所以大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）高       蓝     蓝光下，气孔导度高，CO₂供应充分，而胞间CO₂较低，说明对CO₂利用率高
（2）3
（3）A     细胞质基质和线粒体     没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供NADPH和ATP
（4）植物A基本不变，植物B下降
（5）BE
（6）8.4
（7）D

点评 本题以图形为载体，考查了光合作用和呼吸作用的过程、两者的联系及影响因素，考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．