Question

3．將10g葉肉細胞中的葉綠體和線粒體分離開來，在離體條件下分別研究光合作用中CO₂的吸收量（圖A）和呼吸作用中CO₂的釋放量（圖B）．在一定實驗條件下，測得某植物的光合作用如圖（一）所示，細胞呼吸如圖（二）所示，據(jù)圖回答：
（1）在光照強度為8klx（千勒克斯）、溫度為15℃的條件下，離體葉綠體的光合作用強度是4μg/h/10g，在30℃條件下的葉肉細胞既不吸收CO₂、也不釋放CO₂，此時的光照強度應為1500勒克斯．
（2）假定離體葉綠體和線粒體的生理活性沒有改變．在溫度為30℃、光照強度為8klx條件下照光10h后，再轉(zhuǎn)移到溫度為30℃的黑暗處，此10g葉肉細胞24h能積累葡萄糖30μg．若其他條件相同，而黑暗條件下的溫度為15℃，則能積累葡萄糖37.2μg．比較上述計算結(jié)果，說明晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機物的積累．
（3）影響圖（一）中a曲線P點上下移動的主要外界因素是溫度；如果P點是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應大于15%．
（4）若此植物為陰生植物，在實驗條件不變的情況下，改為生長狀況相同的陽生植物，則圖（一）中a曲線的L點將向右上方移動．
（5）圖（二）中該器官CO₂的釋放量與O₂的吸收量兩條曲線在Q點相交后則重合為一條曲線，此時該器官的呼吸作用方式是有氧呼吸．
（6）當外界氧濃度為4～5%時，該器官CO₂釋放量的相對值大約為0.4，而O₂吸收量的相對值大約為0.1．此時，無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約相當于有氧呼吸的9倍，轉(zhuǎn)移到ATP的能量約相當于有氧呼吸的0.47倍．（假設無氧呼吸產(chǎn)生酒精釋放的能量值及分配情況與無氧呼吸產(chǎn)生乳酸是相同的，精確到小數(shù)點后兩位）

Answer 1

分析 解答本題應掌握：影響光合作用的環(huán)境因素有光照強度、溫度及二氧化碳濃度；影響有氧呼吸的環(huán)境因素有氧濃度、溫度等；圖A和圖1表示二氧化碳的吸收量隨光照強度的影響的變化，圖B表示二氧化碳的吸收量隨光照強度的變化，圖二表示氣體交換相對值隨氧濃度的變化曲線，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）據(jù)圖A可知，在光照強度為8klx（千勒克斯）、溫度為15℃的條件下，離體葉綠體的光合作用強度是4μg/h/10g．據(jù)圖B可知在30℃條件下的葉肉細胞的呼吸速率為1.5μg/h/10g，若30℃條件下的葉肉細胞既不吸收CO₂、也不釋放CO₂，則圖A中的光合速率為1.5μg/h/10g，此時的光照強度應為1500勒克斯．
（2）據(jù)圖分析：在葉綠體和線粒體離體的條件下圖1A表示在溫度為30℃，光照強度為8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量為8×10=80μg，再移到溫度也為30℃的暗處細胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×24=36μg，則凈光合作用吸收的二氧化碳為80-36=44μg，根據(jù)光合作用的反應方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出積累的葡萄糖是180×44÷（6×44）=30μg；如果將黑暗條件下的溫度調(diào)整為平均為15℃，則細胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×10+0.75×14=25.5μg，凈光合作用吸收的二氧化碳為80-25.5=54.5μg，根據(jù)光合作用的反應方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出積累的葡萄糖是180×44÷（6×54.5）=37.2μg．比較上述計算結(jié)果，說明晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機物的積累．
（3）圖一中P點時，無光照，此時植物無法進行光合作用，只進行呼吸作用，此時影響呼吸作用進行的因素主要是溫度；P點是在氧氣充足條件下測得的，呼吸作用達到最大，氧氣濃度應大于15%．
（4）陽生植物的光飽和點大于陰生植物，因此若此植物為陰生植物，在實驗條件不變的情況下，改為生長狀況相同的陽生植物，陽生植物更適宜在強光下生活，故圖（一）中a曲線的L點向右上移動．
（5）圖二中該器官二氧化碳的釋放量與氧氣的吸收量兩條曲線在Q點相交，表示呼吸作用消耗的氧氣等于釋放的二氧化碳，說明此時只進行有氧呼吸．
（6）當外界氧濃度為4～5%時，氧氣的吸收量的相對值大約為0.1，二氧化碳的釋放量的相對值大約為0.4，可推出有氧呼吸釋放的二氧化碳的相對值大約為0.1，無氧呼吸釋放的二氧化碳的相對值大約為0.3，由此可以計算出有氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約為0.016，無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約為0.15．因此無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值相當于有氧呼吸的9倍．一摩爾葡萄糖無氧呼吸產(chǎn)生的能量是200kJ左右，其中都有61.08kJ的能量轉(zhuǎn)移到ATP中，其余的以熱能形式散失了．一摩爾葡萄糖有氧呼吸產(chǎn)生的能量是2870kJ，其中都有1161kJ轉(zhuǎn)移到ATP中，其余的以熱能形式散失了．因此無氧呼吸產(chǎn)生ATP的能量約相當于有氧呼吸的61.08×0.15÷（1161×0.016）=0.47倍．
故答案為：
（1）4 1500
（2）30 37.2 晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機物的積累
（3）溫度  15
（4）右上
（4）有氧呼吸
（5）9 0.47

點評 本題綜合考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．