Question

20．光合作用与细胞呼吸是植物体的两项重要的生理活动，图甲表示玉米植株的光合作用与细胞呼吸两者之间的关系．图乙表示在光照充足、CO₂浓度适宜的条件下，温度对某植物光合速率和呼吸速率的影响，图中实线表示实际光合速率，虚线表示呼吸速率．据图分析回答下列问题：

（1）在玉米植株的叶肉细胞中，图甲中的①～⑤过程（仅考虑有氧条件）中能使ADP含量减少的过程是①③④⑤（写序号），②过程中发生的能量变化是ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，过程③④分别发生在植物细胞的细胞质基质、线粒体基质中．
（2）长期水淹，玉米植株会烂根，此时玉米植株根尖细胞中会发生图甲①～⑤过程中的③（写序号），发生在细胞的细胞质基质中．
（3）分析图乙可知，光合作用、细胞呼吸都受温度的影响，其中光合作用对温度更敏感．温度是通过影响酶的活性来影响光合作用、细胞呼吸的．
（4）若昼夜不停地光照，图乙植物生长的最适温度约是30℃；若温度保持在25℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物能（填“能”或“不能”）正常生长．

Answer 1

分析 图甲中，①表示光合作用的光反应阶段，⑤表示暗反应中二氧化碳的固定，②表示暗反应中三碳化合物的还原，③表示有氧呼吸的第一阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段．X物质表示光合作用中的三碳化合物，Y表示丙酮酸．
由乙图可知，在高温时，真正光合作用速率曲线比呼吸作用速率曲线下降的快，说明与光合作用有关的酶对高温更为敏感；并且在温度为30℃条件下，真正光合作用速率与呼吸作用速率的差值最大；当环境温度为40℃时，真正光合作用速率等于呼吸作用速率．净光合作用速率=真正光合作用速率-呼吸作用速率，只有净光合作用速率大于零时，植物才能生长．

解答 解：（1）甲图中，②暗反应中三碳化合物的还原消耗ATP，能使ADP含量增多．①光反应、③有氧呼吸的第一阶段、④有氧呼吸的第二、三两个阶段和⑤暗反应中二氧化碳的固定都要合成ATP，能使ADP含量减少．②暗反应中三碳化合物的还原发生的能量变化是ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能．过程④有氧呼吸的第二、三两个阶段可发生线粒体中．
（2）长期水淹，玉米植株根尖细胞只能进行无氧呼吸，因此只会发生图甲①～⑤过程中的③（有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同），发生在细胞的细胞质基质中．
（3）图中可以看出，光合作用的最适温度为30℃，超过该温度后，光合作用强度开始下降，而呼吸作用在42℃是最强，因此光合作用有关的酶对髙温更为敏感．在光合作用和呼吸作用过程中，温度通过影响酶的活性进而影响光合作用和呼吸作用．
（4）分析图乙实线与虚线的差距，在30℃时两曲线的相对量的差值最大，说明此时净光合速率（=实际光合速率-呼吸作用速率）最大，即有机物积累量最多，最有利于植物生长． 若温度保持在25℃的条件下，图中可以看出，光合作用强度为6单位，呼吸作用强度为2单位左右，因此每天交替进行12h光照、12h黑暗，净光合作用量=6×12-2×24=24＞0，因此植物能生长．
故答案为：
（1）①③④⑤ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能     细胞质基质、线粒体基质
（2）③细胞质基质
（3）光合作用    酶的活性
（4）30℃能

点评 本题属于中档题，属于考纲中识记、理解层次的要求，考查了光合作用和呼吸作用的过程及能量变化、影响光合作用和呼吸作用的环境因素，要求考生具有一定的识图能力和分析能力，在解题过程中明确净光合作用、真正光合作用速率和呼吸作用速率三者的之间的关系．