Question

4．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物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），请回答下列相关问题：

（1）实验前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，6h时CO₂的移动方向是由线粒体移向叶绿体
（2）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，叶绿体无O₂生成的时间总共有12小时．
（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h时，前小时24小时比后24小时的平均光照强度．（强或弱）
（4）如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将上移（填“上移”、“下移”或“不变”），原因是植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，植物细胞从温室中吸收的二氧化碳将减少．
（5）该植物48小时后，（填积累或消耗）有机物，原因是48小时后密闭温室的二氧化碳的量比开始时的少，减少的二氧化碳植物用来合成有机物积累．

Answer 1

分析 图中的CO₂吸收速率为可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）分析题图可知，实验前3小时CO₂吸收速率不变为负值，温室内CO₂浓度增加，此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，6h时光合作用与呼吸作用强度相等，线粒体释放的二氧化碳正好被叶绿体吸收利用，此时二氧化碳的移动方向是由线粒体移向叶绿体．
（2）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．曲线中，二氧化碳吸收速率不变时只进行呼吸作用，因此这些时期叶绿体没有氧气产生，对应时间点为0～3、21～27、45～48，共12小时．
（3）分析题图可知，在36h时，二氧化碳吸收速率最大，叶绿体利用CO₂速率最大；分析题图可知，前24小时比后24小时CO₂吸收速率低，由此推测前24小时比后24小时的平均光照强度要弱．
（4）由于植物对绿光的吸收量少，光合作用减弱，呼吸作用不变，植物从环境中吸收的二氧化碳将减少，c点的位置将上移．
  （5）48小时后密闭温室的二氧化碳的量比开始时的少，减少的二氧化碳植物用来合成有机物积累，因此该植物48小时后，积累有机物．
故答案应为：
（1）细胞质基质和线粒体     由线粒体移向叶绿体
（2）4           12     
  （3）36    弱
（4）上移  植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，植物细胞从温室中吸收的二氧化碳将减少
（5）积累       48小时后密闭温室的二氧化碳的量比开始时的少，减少的二氧化碳植物用来合成有机物积累

点评 本题的知识点是植物光合作用和呼吸作用的关系，光照强度和光质对光合作用的影响，主要考查学生的识图能力和运用题图信息解决问题的能力，根据给出信息进行推理的能力．