Question

20．某科研人员将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化如图所示．分析回答：

（1）写出该植物光合作用总反应式6H₂O+6CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂或者H₂O+CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$（CH₂O）+O₂．
（2）A点以后的短时间内，叶片细胞内C₅的量将增加．B点时，叶片的光合作用速率等于（“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率．
（3）在0～5min内，曲线下降的原因是呼吸作用消耗氧气．在5～15min内，曲线斜率逐渐减少的原因是光合作用使密闭容器内的CO₂浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降．
（4）如果小麦叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15min内，小麦叶片光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是6×10^-8mol/min．
（5）同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是底部叶片衰老，酶活性降低．

Answer 1

分析 据图分析：在0～5min之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气的减少量可表示呼吸作用消耗量，同时也可以计算出呼吸速率；5min之后，给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的减少量可以表示净光合作用量．

解答 解：（1）光合作用的反应式为：6H₂O+6CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂或者H₂O+CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$（CH₂O）+O₂．
（2）A点给予光照，植物开始进行光反应，导致C₃化合物开始还原，C₃化合物合成不变，因此C₃化合物在短时间内减少，同时C₅的来路增加，去路不变，因此含量增加．B点时，植物光合作用和呼吸作用同时进行，呼吸作用消耗光合作用产生的氧气，B点时容器内氧气量不再发生变化，说明光合作用产生的氧气正好被呼吸作用消耗掉，即呼吸作用速率等于光合作用速率．
（3）据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用．10～15min给予光照后，小麦叶片进行光合作用，产生了大量氧气．随着光合作用的进行，光合作用使密闭容器内的CO₂浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降．
（4）据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用，所以呼吸作用每分钟消耗氧气量=（5-4）×10^-7mol÷5min=0.2×10^-7mol/min；5～15min之间，小麦的净光合作用速率=（8-4）×10^-7mol÷10min=0.4×10^-7mol/min；故5～15min小麦的平均光合作用速率=净光合作用速率+呼吸消耗=0.4×10^-7mol/min+0.2×10^-7mol/min=6×10^-8mol/min．
（5）同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部最可能的原因是底部叶片衰老，酶活性降低．
故答案为：
（1）6H₂O+6CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂或者H₂O+CO₂$→_{叶绿体}^{光能}$（CH₂O）+O₂ 
（2）增加   等于　　
（3）呼吸作用消耗氧气    光合作用使密闭容器内的CO₂浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降
（4）6×10^-8
（5）底部叶片衰老，酶活性降低

点评 本题以曲线图为载体，考查了光合作用和呼吸作用之间的关系以及影响光合作用的环境因素，意在考查考生的析图能力、数据处理能力和图文转化能力，难度适中．考生要明确图中黑暗时只进行呼吸作用，光照时光合作用和呼吸作用同时进行，由此分别计算出呼吸速率和净光合速率；并且运用公式：总光合速率=净光合速率+呼吸速率．