Question

如图1中乙为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某绿色植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予一定的光照，测量每个培养器皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（见图甲），以研究光合作用速率与NaHCO₃溶液浓度的关系．请回答下列问题：

（1）曲线ab段说明随着NaHCO₃溶液浓度的增加，光合速率变化情况是

 

．
（2）如果要在曲线bc段对应的NaHCO₃浓度范围内缩短叶圆片上浮的时间，可以采取的措施是：

 

（至少答出两点）．
（3）当NaHCO₃浓度为b点对应的浓度时，若突然撤去光照（下图中的“↓”表示突然撤去光照），则短时间内叶绿体中3-磷酸甘油酸的浓度变化将是如图中的

 

．

（4）在c点以后叶圆片上浮所用的平均时间变长的最可能原因是

 

．
（5）当NaHCO₃浓度为b点对应的浓度并给予充足光照时，利用一定仪器测得温度对该植物的真正光合作用速率和细胞呼吸速率的影响．请据图2回答：

①分析图甲可知，其中的

 

（“实线”或“虚线”）表示真正光合作用速率，比较两曲线可看出，与

 

有关的酶对高温更为敏感．
②在温度为55℃的条件下，该植物叶肉细胞中产生ATP的场所有

 

．
③根据甲图，在乙图的坐标上画出植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线．

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析图1和题干信息可知，本实验的目的是探究不同浓度的二氧化碳对光合作用的影响，实验的原理是当叶圆片抽取空气沉入水底后，光合作用大于呼吸作用时产生的氧气在细胞间隙积累圆叶片的浮力增加，叶片上浮，根据上浮的时间判断出光合作用的强弱．
分析图2，甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响．该条件下光合作用强度应该大于呼吸作用强度，所以实线表示CO₂的吸收量，即真正光合作用速率，而虚线表示呼吸作用释放的CO₂量．

解答： 解：（1）分析题图1曲线可知，在ab段，随着NaHCO₃溶液浓度的增加叶片上浮时间缩短，说明随NaHCO₃溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增大．
（2）如果要在曲线bc段对应的NaHCO₃浓度范围内缩短叶圆片上浮的时间，可以采取的措施是：适当增加光照、适当提高温度．
（3）当NaHCO₃浓度为b点对应的浓度时，若突然撤去光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C₃减少，生成的C₅减少，而CO₂被C₅固定形成C₃的过程不变，故短时间内叶绿体中C₃（3-磷酸甘油酸）的浓度将增加．
（4）因为NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，所以在c点以后叶圆片上浮所用的平均时间变长．
（5）①已知图2中甲表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影响．该条件下光合作用强度应该大于呼吸作用强度，所以实线表示CO₂的吸收量，即真正光合作用速率，而虚线表示呼吸作用释放的CO₂量．比较两曲线可看出，实线先于虚线下降，所以与光合作用有关的酶对高温更为敏感．
    ②由图2中的甲可知，在温度为55℃的条件下，该植物已经不进行光合作用，所以叶肉细胞中产生ATP的场所有线粒体、细胞溶胶．
    ③植物在15～60℃范围内的净光合作用速率的变化曲线如下：（注意坐标轴的含义以及净光合速率=实线-虚线）
故答案为：
（1）逐渐增大
（2）适当增加光照、适当提高温度
（3）D
（4）因为NaHCO₃溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
（5）①实线                  光合作用  
     ②线粒体、细胞溶胶
    ③见图 

点评：本题主要考查影响光合作用速率的环境因素、细胞呼吸的过程和意义等知识点，意在考查学生对所学知识的理解程度，培养学生解题的一般思路和图表分析、获取信息、绘制曲线图、实验设计的能力．