Question

9．某研究小组中进行某植物的栽培试验，图1表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下测得的温度-光合、呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物CO₂吸收速率变化曲线；图3为适宜CO₂浓度条件下，温度和光照强度对该植物的CO₂吸收速率的影响曲线．请结合图象分析回答下列问题：

（1）图1中的虚线表示呼吸速率随温度变化的情况．当温度达到55℃时，植物不再进行光合作用．
（2）图1中，40℃与60℃时，CO₂的吸收量均为0，二者的区别是前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）．在温度为30℃时，叶肉细胞内的[H]用于与O₂结合形成水、还原三碳化合物（C₃）．
（3）图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有4个，实验开始3h内叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，而在6h时叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，在18h时叶肉细胞中CO₂的移动方向为由线粒体到叶绿体，在30h时叶绿体内的ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质．
（4）图2中由12时到18时叶绿体内C₃含量变化是增加，叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h时，前24小时平均光照强度小于（填“大于”、“小于”或“等于”）后24小时的平均光照强度．经过连续48h的培养，与0h相比48h时该植物的有机物量是增加（填“不变”、“增加”或“减少”）．
（5）图3中影响CO₂吸收速率的因素有光照强度和温度，图3中E点时，25℃条件下产生的氧气量大于（填“等于”、“大于”或“小于”）15℃条件下产生的氧气量．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，实线表示净光合作用强度随温度的变化，虚线表示呼吸作用强度随温度的变化．
图2中的CO₂吸收速率表示该植物的净光合速率，室内CO₂浓度变化可表示该植物有机物的积累量．从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO₂，其呼吸产生的CO₂正好供应给光合作用，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．图中的CO₂吸收速率为净光合速率，当CO₂吸收速率大于0时就有有机物的积累，因此图中6～18h、30～42h均有有机物的积累．
图3表示适宜CO₂浓度条件下，温度和光照强度对该植物的CO₂吸收速率的影响曲线．实验开始阶段的0-3小时，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体．

解答 解：（1）据图1分析，虚线表示呼吸作用速率随温度的变化情况．当温度达到55℃时，两条曲线重合，植物不再进行光合作用．
（2）图1中，40℃与60℃时，CO₂的吸收量均为0，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）．温度为30℃时，叶肉细胞内光合作用产生的[H]用于还原三碳化合物，呼吸作用产生的[H]用于与O₂结合形成水．
（3）当呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO₂速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．在18h时是整个植物的光补偿点，但此时叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用，所以中CO₂的移动方向为由线粒体到叶绿体，30h时与18h相同，叶绿体内的ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质．
（4）由12h到18h时，光照强度逐渐减弱，其为暗反应提供的ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物的还原速度减慢，C₃的消耗减少，所以叶绿体内C₃含量增多．
叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是植物CO₂吸收速率曲线的最高点，即36h时，由温室内CO₂浓度曲线及植物CO₂吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO₂浓度变化及CO₂吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（5）据图3分析，影响CO₂吸收速率的因素有光照强度和温度．图3中E点时，25℃时呼吸速率较15℃时高，所以25℃条件下产生的氧气量即真正的光合速率大于15℃条件下产生的氧气量．
故答案为：
（1）呼吸速率随温度变化的情况   55℃
（2）前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）    与O₂结合形成水、还原三碳化合物（C₃） 
（3）4   细胞质基质和线粒体   细胞质基质、线粒体和叶绿体    由线粒体到叶绿体   由类囊体薄膜到叶绿体基质
（4）增加    36h   小于  增加 
（5）光照强度和温度   大于

点评 本题考查细胞呼吸的过程和意义、光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化等，解答时能通过温度能影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用强度，再来考虑图中的对应点的移动方向，要求考生具有一定的分析、推理和判断的能力．