Question

15．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設計了由透明的玻璃罩構成的小室，如圖A所示．檢測期間植物有時有照光（固定的光照強度），有時則是處于完全黑暗中，測得連續(xù)60分鐘內氧氣濃度變化的結果如B所示曲線（液滴移動距離已換算為ppm）．

（1）影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是溫度，在分鐘測定時間點，裝置內的氧氣濃度為250ppm．
（2）在最初10分鐘時段，瓶內植物進行作用．在第40分鐘時，植物（有/沒有）光照，你的判斷理由是因為在該時段，植物的光合速率大于呼吸速率（或光合作用大于呼吸作用或O₂的生成大于O₂消耗）．
（3）在實驗過程中某段時間內，記錄液滴的移動，獲得以下數據：

每隔一定時間記錄一次刻度數據
…	-29	-15	0	+18	+35	…

該組實驗數據是在B曲線的B（A.15-35/B.40-60）分鐘時間段內獲得的．
（4）如果該植物后30分鐘的呼吸速率平均值與前20分鐘呼吸速率平均值相同，則該植物后30分鐘內真正光合作用的平均速率為9×10³ppm/小時．
（5）該植物在某時間段內葉肉細胞中光合作用、有氧呼吸兩者之間存在以下的聯系，其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關物質，請據圖C回答：
①物質d表示CO₂，過程丙進行的部位是線粒體內膜．
②在過程甲～戊中，能產生ATP的有甲丙丁戊．
（6）有些植物的部分細胞能進行產生乳酸的無氧呼吸，則根據無氧呼吸過程分析下列三者含有的能量大小關系：1mol葡萄糖＞2mol丙酮酸＜2mol乳酸（＞、＜、=）．

Answer 1

分析 分析裝置圖和曲線圖是解答本題的關鍵．圖A是密閉裝置，內有二氧化碳緩沖液，說明實驗過程中二氧化碳濃度始終不變，有光照時，光照強度相等，刻度移動表示是氧氣的變化量，B圖中，約24分鐘之前，氧氣的量逐漸減少，說明是處于黑暗條件下，24分鐘之后，小室內氧氣含量逐漸升高，說明光合作用大于呼吸作用；圖C中，甲是光合作用的光反應階段，乙是光合作用的暗反應階段，丙是有氧呼吸的第三階段，丁是有氧呼吸第二階段，戊是有氧呼吸的第一階段．

解答 解：（1）由題意和題圖知，圖A中二氧化碳濃度不變，有光時光照強度不變，因此影響小室內植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是溫度；分析題圖可知，24分鐘左右，小室內氧氣濃度最低，裝置內的氧氣濃度為250ppm時對應2個時間點，約是20、30 分鐘．
（2）分析題圖可知，在最初10分鐘時段，瓶內氧氣濃度快速下降，此時植物細胞進行有氧呼吸；在第40分鐘時，小室內的氧氣濃度處于上升階段，此時光合作用大于呼吸作用，因此植物存在光照條件．
（3）分析表格中信息可知，從每隔一定時間記錄一次刻度數據是逐漸增大，說明小室內氧氣濃度逐漸升高，光合作用大于細胞呼吸作用，因此應該對應圖B中24分鐘之后的階段．
（4）由題圖曲線可知，20分鐘內呼吸速率為1750-250=1500 ppm/20min；30分鐘內凈光合速率為2500-250=2250 ppm/30min；所以30分鐘內真光合速率為2250+1500×30/20=4500 ppm/30min，即真光合速率為4500×2=9000 ppm/小時．
（5）①分析題圖可知，d是有氧呼吸第二階段的產物，且是暗反應的原料，因此是二氧化碳；丙是有氧呼吸第三階段，發(fā)生在線粒體內膜上；②圖中產生ATP的過程是有氧呼吸的三個階段及光反應階段，暗反應過程不產生ATP，需要消耗ATP．
（6）無氧呼吸只有第一階段放能，第二階段加氫還原反應，2mol乳酸比2mol丙酮酸多于第一階段放出的[H]．
故答案為：
（1）溫度     20、30 
（2）（有氧）呼吸     有      因為在該時段，植物的光合速率大于呼吸速率（或光合作用大于呼吸作用或O₂的生成大于O₂消耗）
（3）B          
（4）9
（5）①CO₂  線粒體內膜   ②甲丙丁戊
（6）＜

點評 本題具有一定的綜合性和難度，屬于考綱中理解、應用層次的考查，在解答過程中需準確分析圖解，從圖解中獲取解題的有效信息．光合作用和呼吸作用過程中的幾個名詞需理解：凈光合速率即為有機物積累速率、有機物合成速率即為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率、從周圍環(huán)境吸收CO₂的量即為凈光合作用量．