Question

3．回答下列与光合作用和细胞呼吸有关的问题：
Ⅰ．如图为某植物光合作用速度与环境因素之间的关系．请据图分析并回答下列问题．
（1）甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速度随光照强度的增强而增加．光照强度为A时，光合作用的速度受光照强度的限制，此时主要影响的是光合作用过程的光反应阶段．
（2）从甲图可见，光照强度为B、温度为37℃时，光合作用的速度主要受二氧化碳浓度的限制，此时主要影响的是光合作用过程的暗反应阶段．
（3）乙图中C点表示植物生长的最适温度．出现CD段的原因是随温度的升高，酶活性降低，光合作用速度降低．

Ⅱ．如图丙表示不同光照强度下单位时间内某植物的CO₂释放量和其叶绿体的O₂的产生量．假设在不同光照强度下植物的呼吸速率不变，请据图回答下列问题：
（1）该植物的呼吸速率可用光照强度为a（填字母）时，单位时间内CO₂释放量表示．若植物分解的能源物质仅为葡萄糖，那么植物的耗氧量为6?mol．m^-2．s^-1．
（2）当光照强度为b时，该植物光合速率小于（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸速率．若将光照强度由c调节为d，短时间内叶绿体中ATP的量将增加（填“增加”、“不变”或“减少”．
（3）若光照强度为d，每天光照12h，黑暗12h，该植物能否正常生长？否．

Answer 1

分析 分析甲图可知，该图显示温度和光照强度对光合作用的影响，在一定的范围内光合作用速度随随光照强度的增加而增强，光照超过某一强度时，光合作用的速度不再增加，同一光照条件下，不同光合作用强度不同，光合作用强度是多种影响因素综合作用的结果；
分析题图乙可知，该曲线显示温度对光合作用强度的影响，温度通过影响酶的活性而影响光合作用强度，在一定的范围内随温度升高，光合作用强度增强，超过最适宜温度后，随温度升高光合作用强度降低；
分析题图丙可知，光照强度为a时，植物只有二氧化碳的释放，表示光照强度为0．光照强度为c时，表示光补偿点，此时光合作用速率等于呼吸作用速率．

解答 解：I（1）分析甲图可知，在一定的范围内，光合作用速度随随光照强度的增加而增强，由于A处于曲线的上升阶段，限制其光合作用的主要因素是自变量光照强度，所以光照强度增强，光反应阶段加强，为暗反应产生了更多的还原氢和ATP．
（2）光照强度为B、温度为37℃时，已经达到光饱和点，限制光合作用的因素是二氧化碳浓度．二氧化碳主要参与暗反应的过程，所以影响的是光合作用过程的暗反应过程．
（3）分析题图乙可知，C点表示植物生长的最适温度，CD段随温度升高，光合作用强度降低，这是由于温度过高使光合作用有关的酶的活性降低甚至失去活性所致．
Ⅱ．（1）据图分析，光照强度为a时，植物只有二氧化碳的释放，表示光照强度为0，其呼吸速率为可以用单位时间内二氧化碳释放量来表示．根据有氧呼吸的反应式可知，若植物分解的能源物质仅为葡萄糖，此时呼吸作用产生的二氧化碳的速率等于氧气的消耗速率，即图中的6μmol•m^-2•s^-1．
（2）当光照强度为b时，植物的光合作用=呼吸作用+表观光合作用，此时呼吸速率不变，但此时二氧化碳的释放速率为3，光合作用产生的氧气量也为3，所以该植物光合速率小于呼吸作用．光照强度为c时，表示光补偿点，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，此时限制光合作用的主要因素是光照强度，将光照强度由c调节为d，光反应增强，短时间内叶绿体中ATP的量将增加．
（3）当光照强度为d时，植物的实际光合速率为8μmol•m^-2•s^-1，呼吸速率为6μmol•m^-2•s^-1，那么每天12h光照、12h黑暗交替进行，植物的有机物积累量为负值，所以植物不能生长．
故答案为：
I．（1）光照强度　光照强度　光反应
（2）二氧化碳浓度　暗反应
（3）最适温度　随温度的升高，酶活性降低，光合作用速度降低
II．（1）a   6?mol．m^-2．s^-1  
（2）小于   增加   
（3）否

点评 本题结合图示主要考查影响植物光合作用的因素，意在强化学生对相关知识的理解与运用，题目难度中等．