Question

9．在一定濃度的CO₂和適當溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強度的關(guān)系（如圖一），細胞呼吸與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系（如圖二）．請據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖一中，影響a點上下移動的主要外界因素是O₂濃度；b點所示條件下，該植物葉肉細胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體；c點時葉綠體中ADP的移動方向是葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜；適當提高外界溫度，圖中c點將向左下移動．由圖一可知，在連續(xù)光照條件下，光照強度大于2klx時，植物才會表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．在相同溫度下，將該植物的葉片置于8klx光照下10小時，然后移到黑暗處14小時，則該24小時內(nèi)每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為180mg．
（2）圖二中細胞呼吸的有關(guān)曲線需在什么條件下測得？黑暗（或無光、遮光）；當O₂濃度為5%時，細胞呼吸的方式為無氧呼吸和有氧呼吸；若圖一中a點是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（3）如圖三表示研究人員測定的該植物在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)連續(xù)48h溫室內(nèi)CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線（整個過程呼吸作用強度恒定）．該植物呼吸速率與光合速率相等的時間點是6、18、30、42時．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖一表示在一定濃度的CO₂和適當溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強度的關(guān)系．a(chǎn)點時，光合強度為0，此時植物細胞只進行呼吸作用；ab段，呼吸作用強度大于光合作用強度；b點時，呼吸作用強度等于光合作用強度；b點之后，呼吸作用強度小于光合作用強度．
分析圖二：圖二表示細胞呼吸與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系．實線表示有氧呼吸強度與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系，虛線表示總的細胞呼吸強度與環(huán)境中O₂濃度關(guān)系．
分析圖三：圖三表示該植物在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)連續(xù)48h溫室內(nèi)CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線．

解答 解：（1）圖一中a點表示呼吸作用速率，影響呼吸作用的外界因素是O₂濃度、溫度、CO₂濃度等，而本實驗在一定濃度的CO₂和適當溫度條件下，因此影響本實驗a點上下移動的主要外界因素是O₂濃度．b點所示為光合速率等于呼吸速率時的光照強度，此時該植物葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生的ATP來自光合作用光反應(yīng)和有氧呼吸的三個階段，產(chǎn)生的部位是葉綠體（類囊體薄膜）、細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜）．c點時光合作用速率達到最大值，葉綠體中階段產(chǎn)生ATP，暗反應(yīng)階段分解ATP，而ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化，因此ADP的移動方向是葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜．圖一實驗已經(jīng)是在適當溫度條件下進行，若適當提高外界溫度，光合作用酶的活性可能降低，光合速率減慢，圖中c點將向左下移動．由圖一可知，光照強度為2 klx時，植物葉片光合作用合成的有機物等于細胞呼吸消耗的有機物，無有機物積累，植物不能生長，因此，若在連續(xù)光照條件下，光照強度大于2 klx時，植物才可能表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．該24小時內(nèi)每100 cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量就是8 klx光照下10小時的實際光合速率，即10×（12+6）=180（mg）
（2）圖二是有關(guān)該植物細胞呼吸的氧氣和二氧化碳關(guān)系曲線，為避免光合作用中氣體產(chǎn)生和釋放的干擾，應(yīng)在黑暗（或無光、遮光）條件下進行；當O₂濃度為5%時，CO₂釋放量大于O₂的吸收量，可知細胞呼吸的方式為既有有氧呼吸，又有無氧呼吸；當O₂濃度為15%時，細胞呼吸速率最大，因此若圖一中a點是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（3）由圖三分析可知，光合作用與呼吸作用相等的點是室內(nèi)CO₂濃度曲線的拐點，也即植物CO₂吸收速率曲線中與橫坐標相交的點，圖中共有4個，分別是6h、18h、30h、42h，
故答案為：
（1）O₂濃度   細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體  葉綠體基質(zhì)→類囊體薄膜   左下  2   180
（2）黑暗（或無光、遮光）     無氧呼吸和有氧呼吸     15
（3）6、18、30、42時

點評 本題考查影響光合作用速率的環(huán)境因素、細胞呼吸，意在考查學(xué)生能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達形式準確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容；能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．