Question

2．在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%）、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题：

（1）若此植物为阳生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阴生植物，则图甲a曲线的C点向左下方向移动．在光合作用过程中，光反应为暗反应提供了ATP等两种物质，请写出其中另一种物质形成的反应式：NADP⁺+2e+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH；
（2）在图甲中的A点与C点之间，限制CO₂吸收速率的主要环境因素是光照强度，如果图甲A点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（3）图丙中，若大棚内的温度始终处于37.5℃的恒温，每日光照12h，植物体干重将减少增加、不变、减少）
（4）绘制下列有关曲线图：
①图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量（mol/h）表示，请在图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在图乙中再绘出无氧呼吸CO₂的释放量与O₂浓度的关系．

Answer 1

分析 甲图：纵轴表示二氧化碳吸收量与光照强度之间的关系，二氧化碳吸收量代表净光合作用强度，A点光照强度为0，代表呼吸作用强度，为0.4摸了/h，B点是光的补偿点，该光照强度条件下，光合作用与呼吸作用相等，净光合速率是0；C点是光的饱和点，光照达到饱和后，净光合作用强度是0.6mol/h．
乙图：该图是细胞呼吸强度随氧气含量变化而变化的曲线，D点之前，细胞呼吸释放的二氧化碳量大于细胞呼吸消耗的氧气量，说明细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，D点之后，细胞呼吸产生的二氧化碳量与消耗的氧气量相等，说明D点之后，细胞只进行有氧呼吸，b点氧气的吸收量为0，说明细胞只进行无氧呼吸，c点，随氧气浓度增大，呼吸作用不再增大，此时的呼吸作用的限制因素不再是氧气含量．
图丙：表示实际光合作用强度、呼吸作用强度随温度变化而变化的曲线，由题图曲线可知，光合作用和呼吸作用的最适宜温度不同，与光合作用有关的酶对温度变化更敏感．

解答 解：（1）阴生植物利用弱光的能力强，光的饱和点低，光照强度达到饱和时的光合作用强度低，因此C点应该向左下移动；光反应过程是水光解产生氧气，同时合成ATP、NADPH，NADPH的形成过程是NADP⁺+2e+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH．
（2）由图甲可知，A点与C点之间随着光照强度增大，二氧化碳的吸收速率增大，因此该阶段限制光合作用的因素是光照强度；如果图甲A点是在氧气充足条件下测得的，说明氧气不是限制有氧呼吸的因素，从图乙分析应该大于15%．
（3）由图丙可知，37.5℃、有光照的条件下，植物光合作用与呼吸作用相等，净光合速率是0，无光条件下植物呼吸作用分解有机物，因此图丙中，若大棚内的温度始终处于37.5℃的恒温，每日光照12h，植物体干重将减少．
（4）①图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量，A点表示呼吸作用，氧气的吸收量是0.4mg/h，B点是光的补偿点，与圆曲线相同，C点氧气的吸收量是-0.6mg/h，因此二者是以横轴对称的轴对称图形，题图曲线如下：

②图乙中，氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸，随氧气浓度增大，无氧呼吸受抑制，但氧气浓度达到10%时，无氧呼吸完全被抑制，细胞只进行有氧呼吸，无氧呼吸的曲线如下图：

故答案为：
（1）左下       NADP++2e+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH    
（2）光照强度    15    
（3）减少    
（4）
①
②

点评 本题要求考生理解光合作用与呼吸作用的物质变化和能量变化，光合作用与呼吸作用之间的关系，光照强度对光合作用强度的影响，细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸之间的关系，把握知识的内在联系，形成知识网络，并分析题图曲线进行推理、解答问题，学会建构曲线模型图．