Question

9．如图1表示在最适条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系；图2表示该植物叶肉细胞中两种细胞器在不同光照强度下的生理状态．请回答下列问题：

（1）图1中，影响c点左右移动的主要外界因素是CO₂浓度、温度；
（2）由图1可知，光照条件下，光照强度大于2klx时植物才会表现出生长现象．在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为162mg．
（3）图2中细胞器①利用CO₂的场所和细胞器②产生CO₂的场所分别是叶绿体基质、线粒体基质；对该植物来说，图1中四种不同光照强度（a、b、c、d对应光照强度）对应图2中的状态依次是Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅰ．
（4）研究者进行了不同温度和光照强度组合处理对葡萄叶片光合速率、气孔开度及细胞间CO₂浓度的影响实验，结果如图3所示．
①在两种光强度下，随温度升高，叶片光合速率均下降，从甲、乙两图分析，原因可能是：随温度升高，气孔关闭（气孔开度下降），使叶片吸收的CO₂减少．
②据丙图可知，适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃进行组合处理，推测这些条件下叶片光合速率下降 （填上升/不变/下降）．

Answer 1

分析 据图分析：图1是在适宜条件下测得的某植物光照强度与光合速率的关系，该光合速率是净光合速率，该曲线中，a点不进行光合作用，只进行呼吸作用，表示呼吸作用的强度，c点是光照强度的补偿点，该光照强度下光合作用速率与呼吸作用速率相等，d点是光照强度的饱和点，d点以后限制光合作用速率的因素不再是光照强度．
图2是表示不同光照强度下，光合作用与呼吸作用的大小，分析题图可知，①是叶绿体，②是线粒体，Ⅰ叶绿体消耗的二氧化碳来自线粒体产生的二氧化碳和外界中的二氧化碳，说明光合作用大于呼吸作用，Ⅱ线粒体产生的二氧化碳一部分被叶绿体吸收，还有一部分释放到细胞外，说明光合作用小于呼吸作用，Ⅲ线粒体产生的二氧化碳正好被叶绿体吸收，说明光合作用与呼吸作用相等，Ⅳ线粒体消耗外界中的氧气，将产生的二氧化碳全部释放到细胞外，说明只进行呼吸作用不进行光合作用．
图3中，植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．

解答 解：（1）影响光合作用的环境因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等，c点是光的补偿点，决定光补偿点大小的主要环境因素有温度和二氧化碳浓度．
（2）光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物才会积累，植物表现出生长现象，该曲线中光照强度大于2klx时，植物的光合作用强度才会大于呼吸作用强度；分析题图可知，8klx光照下，植物净光合作用的强度是12mg/h，实际光合作用的强度是12+6=18mg/mg，因此，植物一天中只有9小时光照，因此每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为18×9=162mg．
（3）细胞器①是叶绿体，利用二氧化碳进行暗反应的场所是叶绿体基质，细胞器②是线粒体，产生二氧化碳的场所是线粒体基质；分析曲线可知，a是只进行呼吸作用不进行光合作用，对应于图2中的Ⅳ；b是光合作用小于呼吸作用，对应于图2中的Ⅱ；c表示叶肉细胞的光合作用等于呼吸作用，但由于部分植物细胞不进行光合作用，因此对于该植物而言，呼吸作用大于光合作用，对应于图2中的Ⅰ；d是光合作用大于呼吸作用，分别对应图2中的Ⅰ．
（4）①根据图3甲，在两种光强度下，随着温度的升高，叶片光合速率均下降；从甲、乙两图分析，原因可能是随着温度升高，气孔开度下降，使叶片吸收的二氧化碳减少，进而使卡尔文循环受到抑制．
②根据图丙分析，三种光强下胞间二氧化碳浓度均上升，但光合速率下降的原因可能是温度上升影响了光合作用的进行，如高温破坏类囊体膜结构（或高温使酶的活性下降）．所以用适宜光强/40℃、强光/37℃及强光/40℃进行组合处理，这些条件下叶片光合速率下降．
故答案为：
（1）CO₂浓度、温度
（2）2        162
（3）叶绿体基质、线粒体基质Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅰ
（4）①气孔关闭（气孔开度下降）      ②下降

点评 本题的知识点是影响光合作用的环境因素，光合作用与呼吸作用的关系，分析题图曲线获取信息是解题的关键，解读题图曲线应用光合作用呼吸作用知识解决问题是本题考查的重点．