Question

3．图1表示植物A在温度为25℃、光照强度分别为a、b、c、d时单位时间内气体的变化情况．图2为25℃时，B植物CO₂吸收量随光照强度的变化曲线．回答下列问题：

（1）图1中光合作用速率等于呼吸作用速率的是c（用a、b、c、d表示）点．光照强度为d时，植物光合作用需要从外界吸收2个单位CO₂．
（2）对于B植物，光合作用和呼吸作用最适温度为25℃和30℃．若使温度提高到30℃（其他条件不变），图中P、M点移动方向为：P右移、M左下移．
（3）要测定植物A在温度为25℃、光照强度为d时的真正光合作用速率，至少需要设计两组实验：
一组将植物置于黑暗或遮光密闭条件下，同时在装置中放置适宜浓度的NaOH溶液，则导致装置压强变化的原因是呼吸作用吸收氧气．另一组将同种生长状况相同的植物置于光照强度为d的密闭环境中，同时在装置中放置适宜浓皮的NaHCO₃溶液，所测得的数值表示光合作用放出的氧气与呼吸作用吸收氧气的差值．
（4）B植物细胞吸收¹⁸O₂，放射性元素能（能或不能）出现在植物呼吸作用产生的CO₂中．
（5）用大小相似的植物A的叶片，进行分组实验：己知叶片实验前的重量，在不同温度下分别先暗处理1h，再用相同适宜的光照射1h（假设在有光和黑暗条件下，细胞呼吸强度相同）测其重量变化．得到如下结果．

组别	一	二	三	四
温度（℃）	27	28	29	30
暗处理1h后的重量变化（mg）	-2	-2.5	-3	-3.5
光照1h后的重量变化（mg）	+3.5	+3	+2.5	+2
注：均与实验前的重量比较，-表示减少，+表示增加

假如叶片的重量变化只与光台作用和呼吸作用有关，则二氧化碳固定量最多的是第四组叶片，在29℃条件下每小时光合作用合成的有机物为8.5mg．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，氧气产生量来自光合作用，二氧化碳释放量来自有氧呼吸，当氧气产生量等于二氧化碳释放量时，光合作用速率等于呼吸作用速率，a点时由于没有氧气产生，二氧化碳释放量可表示呼吸速率，c点时氧气产生量与a点时二氧化碳释放量相等，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，二氧化碳被光合作用吸收，二氧化碳释放量为零．光照强度为d时，植物光合作用需要吸收8单位的二氧化碳，细胞呼吸提供6单位的二氧化碳，还需要从外界吸收2个单位CO₂．
图二中，表示B植物CO₂吸收量随光照强度的变化曲线，P点为光补偿点，M为光饱和点；
表格中，暗处理1h，重量变化表示呼吸分解的有机物的量，光照后，重量的变化代表净产生（积累）的有机物，二氧化碳固定量应是总光合作用量，即净光合量加下呼吸量．

解答 解：（1）图1中氧气产生量来自光合作用，二氧化碳释放量来自有氧呼吸，当氧气产生量等于二氧化碳释放量时，光合作用速率等于呼吸作用速率，a点时由于没有氧气产生，二氧化碳释放量可表示呼吸速率，c点时氧气产生量与a点时二氧化碳释放量相等，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，二氧化碳被光合作用吸收，二氧化碳释放量为零．光照强度为d时，植物光合作用需要吸收8单位的二氧化碳，细胞呼吸提供6单位的二氧化碳，还需要从外界吸收2个单位CO₂．
（2）P点是光合速率与呼吸速率相等的点，M点是二氧化碳饱合点．由于光合作用和呼吸作用最适温度为25℃和30℃，当温度提高到30℃，光合速率下降，所以M点向左下移，因为需要更强的光照强度，才能使光合速率与呼吸速率相等，P 点右移．
（3）真正光合作用速率等于净光合速率加上呼吸速率，要测定植物在温度为25℃、光照强度为d时的真正光合作用速率，实验设计时，一组将植物置于黑暗或遮光密闭条件下，同时在装置中放置NaOH溶液，吸收二氧化碳，测定氧气的消耗量，代表呼吸速率．另一组将同种生长状况相同的植物置于光照强度为d的密闭环境中，在装置中放置NaHCO₃溶液或CO₂缓冲溶液，使二氧化碳浓度一定，由于细胞呼吸消耗氧气，光合作用产生氧气，此时测定的气体变化量，是植物净光合速率，即光合作用放出的氧气与呼吸作用吸收氧气的差值．
（4）B植物细胞吸收，氧气用于细胞呼吸，产生水，由于水也是细胞呼吸的原料，在有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应，产生CO₂，水中的氧形成二氧化碳．
（5）暗处理1h，重量变化表示呼吸分解的有机物的量．光照后，重量的变化代表净产生（积累）的有机物．二氧化碳固定量应是总光合作用量，即净光合量加下呼吸量，最多的是第四组叶片，3.5+3.5+2=9．在29℃条件下每小时光合作用合成的有机物也是总光合作用量为3+3+2.5=8.5mg．
故答案为：
（1）c        2
（2）右移     左下移
（3）黑暗或遮光密闭      呼吸作用吸收氧气        光合作用放出的氧气与呼吸作用吸收氧气的差值
（4）能
（5）四       8.5

点评 本题考查细胞呼吸与光合作用及应用的知识．意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容．能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．