Question

14．为研究对植物光合作用的影响因素，甲兴趣小组用同一环境中生长的两种植物，在适宜条件下做了模拟试验，结果如表；乙兴趣小组利用玻璃温室进行植物栽培实验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物的CO₂吸收速率，得到如图所示曲线（整个过程呼吸作用强度恒定）．请分析回答问题：

项　　　　目	物　种	355μmol•mol-1的CO2		539μmol•mol-1的CO2
		不施磷肥	施磷肥 20kg•hm-2•a-1	不施磷肥	施磷肥 20kg•hm-2•a-1
光合速率 μmol•m-2•s-1	欧州蕨	2.18	3.74	3.62	5.81
	石　楠	1.37	6.76	5.43	15.62

（1）题干中“适宜条件”是指温度、光照、水分（至少两个）等．
（2）根据甲组实验结果可知施磷肥对石楠的光合作用影响最大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、磷脂，以促进光合作用的进行．
（3）乙组实验结果图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，由12～18时叶绿体内C₃含量变化是增加．叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h时，前24小时比后24小时的平均光照强度弱．

Answer 1

分析 影响光合作用速率的环境因素有CO₂浓度、温度、光照强度．CO₂浓度影响光合作用的暗反应，温度是影响酶的活性，从而影响光合作用，光照强度影响光反应，矿质元素被植物吸收后，合成与光合作用有关的物质，如ATP、ADP、[H]、磷脂，影响植物光合作用．
图2中的CO₂吸收速率表示该植物的净光合速率，室内CO₂浓度变化可表示该植物有机物的积累量．从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO₂，其呼吸产生的CO₂正好供应给光合作用，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．图中的CO₂吸收速率为净光合速率，当CO₂吸收速率大于0时就有有机物的积累，因此图中6～18h、30～42h均有有机物的积累．

解答 解：（1）本题研究二氧化碳浓度和矿质元素含量对植物光合作用的影响，除了二氧化碳浓度和矿质元素含量外，其余的都为无关变量，即题干中的适宜“条件”是指无关变量，可能是温度、光照、水分等．
（2）根据实验结果，发现施磷肥和不施磷肥差别最大的是石楠，因而施磷肥对石楠的光合作用影响更大．磷被植物吸收后可用于合成ATP、ADP、[H]、磷脂，以促进光合作用．
（3）当呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO₂速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．由12h到18h时，光照强度逐渐减弱，其为暗反应提供的ATP和[H]逐渐减少，三碳化合物的还原速度减慢，C₃的消耗减少，所以叶绿体内C₃含量增多．叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是植物CO₂吸收速率曲线的最高点，即36h时，由温室内CO₂浓度曲线及植物CO₂吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO₂浓度变化及CO₂吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
故答案为：
（1）温度、光照、水分
（2）石楠  ATP、ADP、磷脂
（3）4  增加  36  弱

点评 本题考查细胞呼吸的过程和意义、光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化等，解答时能通过温度能影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用强度，再来考虑图中的对应点的移动方向，要求考生具有一定的分析、推理和判断的能力．