Question

夏季晴朗无云的某天，某种C₃植物光合作用强度变化曲线如图所示．请回答下列问题：
（1）该植物一天中有机物积累最多的时刻是

 

、光合作用最强的时刻是

 

．
（2）在12：00左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多．请比较图中B、C两个点对应的时刻，

 

时刻叶肉细胞之间的CO₂浓度相对较高，

 

时刻叶肉细胞叶绿体中C₅的含量相对较大．
（3）研究发现，在其他环境因子相对稳定时，植物根系部位土壤相对缺水是导致气孔关闭的主要因素．请据此推测图中C、D两个点对应的时刻，

 

时刻根系部位土壤溶液的浓度较高．
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X．有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭．他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中．一段时间后，测得的有关数据如表所示．（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大），

分组测量 指标	培养液中X的浓度/mol?m-3
	510-5	510-4	510-3
叶片中X的浓度/nmol?g-1（鲜重）	2.47	2.97	9.28
叶片的气孔导度/mol?m-2?s-1	0.54	0.43	0.27

①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正．

 

．
②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片蒸腾作用程度

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：本题主要考查呼吸作用和光合作用的过程．
1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程．有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成淀粉等有机物．

解答： 解：（1）图中19：30（或E点）之后，植物不再进行有机物的积累，故19：30（或E点）是该植物一天中有机物积累最多的时刻．10：00（或B点）光合作用吸收二氧化碳的速率最快，故10：00（或B点）是光合作用最强的时刻．
（2）在12：00（C点）左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多，CO₂不能进入细胞，所以此时CO₂浓度相对较低，即B点（或10：00）的CO₂浓度相对较高，C点（或12：00）时刻由于二氧化碳浓度较低，因此二氧化碳固定减少，导致叶肉细胞叶绿体中C₅化合物的含量相对较大．
（3）根据题意，C点时刻和D点比较，C点气孔关闭，可知此时植物根系部位土壤相对缺水，即根系部位土壤溶液的浓度较高．
（4）①据表格分析可知，以上方案有两个不完善的地方：a．样本量太小．应“取叶片若干，等分为三组”． b．缺乏空白对照．增加1组，将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中． 
    ②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X的浓度增大，叶片的气孔导度越小，气孔开启程度越小，故叶片蒸腾作用程度降低．
故答案为：
（1）19：30（或E点）    
（2）B点（或10：00）C点（或12：00）
（3）C点（或12：00）
（4）①a．样本量太小．应“取叶片若干，等分为三组”．b．缺乏空白对照．增加1组，将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中   
    ②降低

点评：本题以图形为载体，考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力，有一定的难度．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．