Question

人类对光合作用的研究已经进行了300多年，关于光合作用还有很多值得研究的问题．请分析回答下列问题：
Ⅰ．1864年，德国植物生理学家萨克斯做了一个实验：把紫苏植物先在暗处放置12h，然后将叶片的一部分遮住．将叶片光照一段时间后，先用酒精去除色素，再加染液，结果光照到的部分显出深蓝紫色，遮光部分没有颜色，说明光合作用的产物有淀粉．
（1）由于做这个实验，对材料的选择有一定的要求，下列哪些不是做这个实验的理想材料

 

（不定项选择）
A、天竺葵             B、竹子         C、水绵               D、松树
Ⅱ．如图1所示是在适宜条件下测得紫苏遮光前吸收 CO₂的速率和遮光（完全黑暗）后释放CO₂的速率．吸收或释放CO₂的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放CO₂的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放 CO₂的量），回答下列问题：

（2）在光照条件下，图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用

 

，其中图形B的面积表示

 

，从图形C可推测该植物存在另一个

 

的途径；CO₂进出叶片是通过

 

（结构），那么CO₂进出叶肉细胞都是通过

 

的方式进行的．
（3）在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形“A”和“B”的面积变化分别是

 

；原因是

 

．
（4）紫苏是陆生植物，黑藻是水生植物，它们生长的环境不同，因此它们的光合作用所受到的影响因素有所不同．如图2所示是黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图．下列有关叙述，不正确的是

 

（不定项选择）
A、t₁→t₂，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，叶绿体基质中O₂释放增多；
B、t₂→t₃，暗反应限制光合作用．若在t₂时刻增加光照，光合速率将再提高；
C、t₄后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C₃化合物还原后的直接产物含量降低；
D、t₃→t₄，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：结合图片考查光合作用速率的影响因素以及与呼吸作用的关系．根据图1分析，A为叶肉细胞吸收外界的二氧化碳，而B+C的总和则是植物自身产生二氧化碳的量，两部分的二氧化碳都会被植物的叶肉细胞所吸收，即光合作用所固定的二氧化碳，B的面积表示这段时间内植物呼吸作用放出的二氧化碳的量，而C段表示植物除了呼吸作用以外，还存在其他途径产生二氧化碳；降低光照，光合作用减弱，提高温度，呼吸作用增强，光照的改变对呼吸作用无影响；光照强度不变，暗反应增强，加快了ATP与ADP的相互转化，在一定程度上也会加快光反应的进行，据此分析解答．

解答： 解：（1）天竺葵是本实验的最好实验材料，也可以选择其他像蚕豆，小白菜，锦葵等有绿而薄的叶片的植物，竹子叶片较厚，水绵是一种藻类不易进行遮光和脱色处理，松树的叶呈针状，也不适合此实验．
（2）根据坐标图分析，A为叶肉细胞吸收外界的二氧化碳，而B+C的总和则是植物自身产生二氧化碳的量，两部分的二氧化碳都会被植物的叶肉细胞所吸收，即光合作用所固定的二氧化碳．遮光后，植物主要进行呼吸作用产生二氧化碳，根据遮光后比较平稳的直线的变化趋势可以推出B的面积表示这段时间内植物呼吸作用放出的二氧化碳的量，而C段表示植物除了呼吸作用以外，还存在其他途径产生二氧化碳，气体进出植物体的门户是气孔，二氧化碳属于小分子物质，进出细胞都是通过自由扩散的方式进行的．
（3）题目中提到的适宜条件是针对光合作用，所以提高温度、降低光照都会降低光合作用，所以A的面积会变小，而呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度要高，所以提高温度会增大呼吸作用速率，而光照的改变对呼吸作用无影响，所以B面积会变大．
（4）A、t₁→t₂，光照强度增加，光合作用的光反应阶段增强，叶绿体的类囊体薄膜上有与光合作用有关的色素，其吸收的光能增加，水的光解产生的氧气和[H]增加，氧气并不是由叶绿体基质释放的，A错误；
B、t₂→t₃，暗反应限制光合作用．限制因素是二氧化碳的含量，有光无光暗反应都可以进行，若在t₂时刻增加光照，而二氧化碳的含量不变的话，光合速率将不会提高，B错误；
C、t₄后短暂时间内，光反应阶段受阻，但是暗反应正常进行，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C₃化合物还原后的直接产物含量降低，C正确；
D、t₃→t₄，光照强度不变，暗反应增强，加快了ATP与ADP的相互转化，在一定程度上也会加快光反应的进行，D错误．
故答案为：
（1）、BCD
（2）、固定的CO₂总量   呼吸作用释放出的CO₂量     释放CO₂ 气孔    自由扩散
（3）、A面积变小，B面积变大     降低光照，光合作用减弱，A面积变小；提高温度，呼吸作用增强，光照的改变对呼吸作用无影响，B的面积变大．
（4）、ABD

点评：本题考查学生对光合作用和呼吸作用相关的知识点的理解以及图形处理能力，难度较大．