Question

16．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物吸收CO₂速率，得到图1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）实验开始阶段的0-3小时，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体，图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个．
（2）6h时CO₂在细胞内的移动方向是由线粒体移向叶绿体，由12时到18时，叶绿体内三碳酸含量变化是增加．
（3）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．
（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”、“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，吸收CO₂将减少．
（5）若已知植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25℃和30℃，图2为CO₂浓度一定、环境温度为25℃时，不同光照条件下测得的植物的光合作用强度．请据图在答卷图中绘出环境温度为30℃时，光合作用强度随光照强度变化的曲线．（要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置）

Answer 1

分析 分析题图：图1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）实验开始阶段的0-3小时，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体．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．
（2）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，即CO₂由线粒体产生移向叶绿体．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．
（3）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．
（4）植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO₂将减少，所以c点上移．
（5）A点代表呼吸作用速率，温度由25℃上升到30℃，呼吸作用速率增强，CO₂的释放量增加，因此A点上移．B点代表光补偿点，光合作用速率等于呼吸作用速率，温度由25℃上升到30℃，光合作用速度减慢，要达到与呼吸作用相等，需要提高光照强度，B点右移．C点代表光饱和点，温度由25℃上升到30℃，光合作用的酶活性减弱，因此光饱和点下降，C点上移，即c在C的左上方．

故答案为：
（1）细胞溶胶和线粒体     4      
（2）由线粒体移向叶绿体      增加     
（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，吸收CO₂将减少
（5）如右图（曲线，标明abc，c在C的左上方）

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．