Question

16．有一种多年生的沉水草本植物叫水蕴草，是池塘中常见的野草．如图的甲乙所示为一组与光合作用相关的实验，丙表示该植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换，图丁表示光照强度与光合速率的关系．请回答：

（1）图丙中光反应发生在[a]类囊体膜上，暗反应发生在[b]叶绿体基质 中．
（2）如图甲所示，如果光源与实验装置的距离相应增加，则单位时间内放出的气泡数量减少．（填“增加”、“减少”或“不变”）
（3）水蕴草的叶肉细胞处于图丙状态时，该细胞的光合速率大于呼吸速率，因为此时的细胞要从外界吸收CO₂，并向外界释放O₂，此时对应图丁曲线中B点以后．
（4）如果外界温度升高为水蕴草呼吸作用的最适温度时，图丁中B点应向右移动．
（5）将水蕴草放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以 CO₂ 的吸收量与释放量为指标．实验结果如表所示：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗下释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

①在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是25℃，此时该植物每小时实际光合作用速率是6mg/h（用 CO₂吸收量表示）．
②每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在35℃的条件下，该植物不能（填“能”或“不能”）生长．

Answer 1

分析 据图甲分析：图甲装置可以改变灯泡和实验装置的距离来探究光照强度随光合作用的影响的实验．
图丙中，a表示叶绿体类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所；b表示叶绿体基质，是暗反应的场所；c表示线粒体，是有氧呼吸的主要场所．图中可以看出叶绿体和线粒体之间可以进行气体的交换，一般情况下，当光合作用大于呼吸作用时，叶绿体需从细胞外吸收二氧化碳和释放氧气；当光合作用等于呼吸作用时，细胞没有气体释放的吸收；当光合作用小于呼吸作用时，线粒体需从细胞外吸收氧气和释放二氧化碳．
图丁中，A点无光照，只进行呼吸作用；B点为光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用；C点光饱和点，此时光照不是限制因素，二氧化碳浓度、温度等为限制因素．

解答 解：（1）图丙中光反应发生在叶绿体中的基粒a的类囊体薄膜上．暗反应发生在b叶绿体基质中．
（2）对于图甲实验当适当增加光源与实验装置的距离（假设温度不变），相当于光照强度减弱，光合作用减弱，因此则单位时间内水蕴草放出的气泡数量会减少．
（3）图丙中的叶肉细胞有二氧化碳的净吸收和氧气的净释放，说明光合作用大于呼吸作用，对应图丁曲线中光补偿点B点之后．
（4）根据题意可知：如果外界温度升高为水蕴草呼吸作用的最适温度时，呼吸速率加快．图中A点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故A点下移；B点表示光补偿点，现呼吸速率加快，B点右移．
（5）①在昼夜不停的光照下，净光合速率最大时的稳定就是该植物生长的最适宜温度，表中数据说明25℃即为最适温度．此时，在光照下植物吸收的CO₂为3.75，而在黑暗中释放的CO₂为2.25，该植物每小时实际光合作用速率为呼吸速率+净光合作用速率=3.75+2.25=6（mg/h）．
②有机物积累量=光照下积累的有机物量-黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，温度保持在35℃的条件下，3.53×12-3.00×12＞0，所以该温度下能够正常生长．
故答案为：
（1）[a]类囊体膜[b]叶绿体基质
（2）减少
（3）大于    此时的细胞要从外界吸收CO₂，并向外界释放O₂（意思相同即可）    B点以后
（4）右
（5）①25℃6mg/h        ②不能

点评 本题难度适中，考查了光合作用产生有机物和呼吸作用消耗有机物的关系，要求考生具有较强的分析表格的能力．在读表时，确定第一行值为净光合速率，第二行值为呼吸速率，并且一天中有机物的积累量=白天净光合作用量-夜间呼吸消耗量．