Question

4．为探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸速率的影响，某兴趣小组的同学利用盆栽植物进行了相关实验，结果如表：并绘制了叶肉细胞内部代谢过程示意图（如图，图中①～⑤表示生理过程，A～D表示物质），请回答：

组别	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ	Ⅶ	Ⅷ
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度/lx	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
CO2初始量（相对值）	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
12h后CO2量（相对值）	4.5	5.1	3.5	5.4	1.9	5.9	2.0	5.8

（1）图中④表示光反应，图中③④是发生在生物膜上的生理过程，通常情况下合成ATP最多的生理过程是图中的③．
（2）在根尖细胞中不能发生的生理过程是图中的④⑤，通常情况下根细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，图中A是丙酮酸．
（3）据表分析，可用于探究温度对光合速率影响的组别是Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ；Ⅱ组实验中CO₂变化量的含义是10℃时植物12h呼吸作用释放的二氧化碳量；实验中植物生长最旺盛和呼吸作用最弱的所对应温度依次是30℃和10℃．

Answer 1

分析 1、分析图1，①过程葡萄糖氧化分解生成A丙酮酸和B[H]，并释放能量的过程，是有氧呼吸的第一阶段；②丙酮酸氧化分解生成二氧化碳的过程，是有氧呼吸的第二阶段；③是有氧呼吸的第三阶段；④过程发生水的光解，生成氧气和[H]，为光反应阶段，光反应为暗反应提供ATP和[H]，即C为ATP和[H]，D为ATP和Pi；⑤过程是暗反应阶段．
2、生物实验的原则是控制单一变量；分析表格：表中Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ对应的数据表明最初给这几个实验组所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，光照强度、二氧化碳浓度是无关变量．Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．在实验中测得的二氧化碳量是净光合作用量，等于植物实际光合作用量-细胞呼吸量．

解答 解：（1）①过程葡萄糖氧化分解生成A丙酮酸和B[H]，并释放能量的过程，是有氧呼吸的第一阶段；②丙酮酸氧化分解生成二氧化碳的过程，是有氧呼吸的第二阶段；③是有氧呼吸的第三阶段；④过程发生水的光解，生成氧气和[H]，为光反应阶段，光反应为暗反应提供ATP和[H]，即C为ATP和[H]，D为ATP和Pi；⑤过程是暗反应阶段．图中③是发生在线粒体内膜，④发生在叶绿体类囊体薄膜上，③④是发生在生物膜上的生理过程，通常情况下合成ATP最多的生理过程是有氧呼吸第三阶段，即图中的③．
（2）在根尖细胞中不能进行光合作用，即不能发生的生理过程是图中的④⑤，通常情况下根细胞进行呼吸作用产生ATP，场所有细胞质基质和线粒体，图中A是丙酮酸．
（3）生物实验的原则是控制单一变量；分析表格：表中Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ对应的数据表明最初给这几个实验组所提供光照强度和CO₂量是相同的，不同的是温度，所以温度是自变量，可用于探究温度对光合速率影响的组别．．Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ对应的数据表明：这几个实验组都在无光照的条件下进行，设置10℃、20℃、30℃和40℃的温度差可探究温度对植物呼吸作用（强度/速率）的影响．Ⅱ组实验中CO₂变化量表示10℃时植物12h呼吸作用释放的二氧化碳量；据表分析，30℃时该植物12h通过光合作用吸收CO₂总量为5.0-1.9=3.1，是最多的一组，最有利于植物生长．呼吸作用最弱的所对应温度10℃．
故答案为：
（1）光反应      ③④③
（2）④⑤细胞质基质和线粒体   丙酮酸
（3）Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ10℃时植物12h呼吸作用释放的二氧化碳量     30℃和10℃

点评 本题主要考查光合作用的过程和对实验结果的分析，以探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响为背景，考查影响光合作用的环境因素、对照实验的原则等知识，要求考生能够从材料中获取信息的能力、对知识的理解迁移能力．