Question

3．为研究黑藻光合作用特点，图1是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图，图2是黑藻在最适宜的光照强度、CO₂浓度等条件下测得的温度与光合速率、呼吸速率的关系曲线，据图回答下列问题．

（1）图2中的A点对应图1中②（填序号），图1细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO₂量为N₁+N₂（用图中字母表示）．
（2）图2中该植物在温度为30℃时，光合速率最大；若在此温度下光照12小时，黑暗12小时，则葡萄糖的积累量是16.36mg（保留小数点后2位）．当温度达到55℃时，该植物停止光合作用．
（3）为了进一步研究，科学家又做了一个如图3所示的实验．实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五碳糖及有关的酶等（见图甲实验时，按图乙的限制条件（光照、CO₂等）进行，并不断测定有机物的生成率，请在图乙中绘出相应的曲线．
．

Answer 1

分析 分析图1：①表示只进行呼吸作用；②表示光合速率等于呼吸速率；③表示光合速率大于呼吸速率；④表示呼吸速率大于光合速率．
分析图2：图2是黑藻在最适宜的光照强度、CO₂浓度等条件下测得的温度与光合速率、呼吸速率的关系曲线，其中实线表示净光合速率曲线，虚线表示呼吸速率曲线）．

解答 解：（1）图2中的A点表示光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率，对应图1中②；图1细胞③处在较强光照条件下，此时光合速率大于呼吸速率，细胞光合作用所利用的CO₂量为N₁（从外界环境中吸收的二氧化碳）+N₂（细胞呼吸产生的二氧化碳）．
（2）图2中实线表示净光合速率曲线，虚线表示呼吸速率曲线，而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，则两条曲线之间的距离越大，该植物的光合速率越大，因此该植物在温度为30℃时，光合速率最大；若在此温度下光照12小时，黑暗12小时，则二氧化碳的净消耗量为5×12-3×12=24mg/每单位面积．h，由于6CO₂～1葡萄糖，则葡萄糖的积累量=24÷（44×6）×180≈16.36mg．当温度达到55℃时，两条曲线相交，此时植物只进行呼吸作用，即此时该植物停止光合作用．
（3）虚线之前，有光照、无CO₂，能进行光反应，但不能进行暗反应，所以能生成[H]和ATP，但不能生成C₆H₁₂O₆；虚线之后无光照，但有二氧化碳，可以利用之前产生的[H]和ATP进行暗反应，短时间内产生较多的有机物；之后，由于[H]和ATP的消耗，[H]与ATP的量不足，暗反应减弱，有机物合成减少．曲线图见答案．
故答案为：
（1）②N₁+N₂
（2）30℃16.36     55℃
（3）

点评 本题结合图表，考查影响光合速率的环境因素，要求考生识记影响光合速率的环境因素及相关曲线图，能正确分析图1和图2，明确图2中两条曲线的含义，能结合所学的知识准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查，有一定难度．