Question

巫山党参是一种珍贵的药用植物，为探究党参叶片展叶期间光合作用和呼吸作用的变化，某科研小组在特定实验条件下进行实验，并将实验数据处理后得到如图的曲线．请据图回答：

（1）该实验图一的因变量有

 

．为保证采集的实验数据科学有效，应保持

 

等无关变量相同且适宜．
（2）据图一判断．第2天至第3天总光合速率的变化趋势是

 

．若第5天光照12小时，黑暗12小时处理，则该植物

 

．（有、无）有机物积累．
（3）图二中光补偿点总体变化趋势下降，据两图分析其产生的原因有

 

．
（4）撤掉光源一段时间后，叶肉细胞中[H]的移动方向是

 

．
（5）供给C¹⁸O₂，叶肉细胞线粒体内能够检测出含¹⁸O的有机物是

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：（1）图一显示的叶龄作为自变量与净光合作用速率和呼吸作用速率的关系，注意左右两个因变量的数值不同；随叶龄的增加净光合作用速率增加，但是呼吸作用速率下降．
（2）由于总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，而判断一昼夜是否有有机物的积累，则是日间净光合作用-夜间呼吸作用消耗是否大于零．
（3）图二显示了叶龄作为自变量，补偿点和饱和点的变化曲线，随叶龄的增加饱和点增加而补偿点下降．

解答： 解：（1）图一显示了叶龄即叶片展开的天数作为实验的自变量，根据单一变量原则，其他的无关变量如光照、温度、湿度应该相同，就影响光合作用的外界因素来讲主要应该是：光照和温度．
（2）由于总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，第2天至第3天呼吸速率大大下降，而净光合作用速率基本不变，所以2-3天的总光合速率降低；从曲线可知第5天光照12小时，有机物的积累即光合作用净值是2.5×12═30mmolCO₂/m²g，12小时黑暗有机物呼吸消耗的是0.9×12═10.8mmolCO₂/m²g．二者的差值大于零，所以该植物有有机物的积累，审题时注意光合和呼吸隶属于左右两个因变量．
（3）图二显示了叶龄作为自变量，补偿点和饱和点的变化曲线，随叶龄的增加饱和点增加而补偿点下降．这是因为随着叶龄增大，叶片面积也增大，叶绿体的数量大量增加，光合作用速率增加，而从图一显示了呼吸作用速率却下降，所以二者到达补偿点即光合作用=呼吸作用所需要的光照强度降低，即补偿点减小．
（4）撤掉光源一段时间植物只能进行有氧呼吸，此时叶肉细胞在有氧呼吸第一第二阶段产生的[H]，进入线粒体内膜与氧气结合产生水，完成有氧呼吸的第三阶段．由于有氧呼吸的第一阶段在细胞基质，第二阶段在线粒体基质，所以[H]移动方向是：细胞基质、线粒体基质→线粒体内膜．
（5）供给C¹⁸O₂，叶肉细胞完成光合作用形成葡萄糖内含有放射性物质，葡萄糖参与呼吸作用在细胞基质内形成的丙酮酸含有放射性，丙酮酸进入线粒体完成呼吸作用的第二阶段，所以线粒体内丙酮酸和二氧化碳含有放射性．
故答案为：
（1）叶片展开的天数（叶龄） 光照、温度
（2）降低 有
（3）随叶龄增加叶片展开，叶绿体数量增多，光合作用速率增加，但是呼吸作用速率降低，二者相等时需要的光照强度降低
（4）细胞基质、线粒体基质→线粒体内膜
（5）丙酮酸

点评：考查光合作用和呼吸作用的关系，曲线分析要首先注意自变量和两个因变量的关系以及数值的变化，曲线折点变化含义．