Question

1．某生物研究小組在密閉恒溫玻璃溫室內進行植物栽培實驗，連續48h測定溫室內CO₂濃度及植物CO₂吸收速率，得到如圖所示曲線（整個過程呼吸作用強度恒定），請回答下列相關問題：

（1）實驗過程的前3小時葉肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體，12h時CO₂的移動方向是由線粒體移向葉綠體，由細胞外移向葉綠體．（填從某處到某處）
（2）圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，若在12h時突然補充光照，葉綠體內C₃含量變化是下降（減少）．
（3）葉綠體利用CO₂速率最大的時刻是36h 時，前24小時比后24小時的平均光照強度弱．
（4）如果使用相同強度綠光進行實驗，c點的位置將上移（填“上移”、“下移”或“不變”），原因是植物對綠光吸收很少，光合作用減弱，呼吸作用不變，實驗過程中從溫室吸收的總量將減少．
（5）另一研究小組的成員想要探究葉片中光合產物的積累是否會抑制光合作用，以下是他們的實驗設計思路：在其他實驗條件適宜的情況下，對植物部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產物輸入的器官，檢測未遮光葉片的光合產物含量和光合速率，與對照組植株的葉片相比，若檢測結果是光合產物含量下降，光合速率上升，則說明葉片中光合產物的積累會抑制光合作用．

Answer 1

分析 據圖分析：圖中的CO₂吸收速率為可表示該植物的凈光合速率，室內CO₂濃度變化可表示該植物有機物的積累量．從曲線可知實驗的前3小時內植物只進行呼吸作用，6h時葉肉細胞呼吸速率與光合速率相等，此時細胞既不從外界吸收也不向外界釋放CO₂，其呼吸產生的CO₂正好供應給光合作用，所以呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，即6、18、30、42小時．圖中的CO₂吸收速率為凈光合速率，當CO₂吸收速率大于0時就有有機物的積累，因此圖中6～18h、30～42h均有有機物的積累．

解答 解：（1）從曲線可知實驗的前3小時內植物只進行呼吸作用，所以葉肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體．12h時葉肉細胞呼吸速率達到最大值，此時細胞光合作用大于呼吸作用，即CO₂由線粒體產生移向葉綠體和由細胞外移向葉綠體．
（2）呼吸速率與光合速率相等時，從外界吸收CO₂速率為零，所以呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，即6、18、30、42小時．在12h時突然補充光照，光反應加快，[H]和ATP生成增加，三碳化合物還原加快，短時間內三碳化合物的來源不變，葉綠體內C₃含量變化是下降．
（3）葉綠體利用CO₂速率最大的時刻是植物CO₂吸收速率曲線的最高點，即36 h時，由溫室內CO₂濃度曲線及植物CO₂吸收速率曲線，前24小時比后24小時CO₂濃度變化及CO₂吸收速率小，所以前24小時比后24小時的平均光照強度弱．
（4）使用相同強度綠光進行實驗，植物對綠光吸收很少，光合作用減弱，呼吸作用不變，實驗過程中從溫室吸收的總量將減少，c點的位置將上移．
（5）在其他實驗條件適宜的情況下，對植物部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產物輸入的器官，檢測未遮光葉片的光合產物含量和光合速率，與對照組植株的葉片相比，若檢測結果是光合產物含量下降，光合速率上升，則說明葉片中光合產物的積累會抑制光合作用．
故答案為：
（1）細胞質基質和線粒體     由線粒體移向葉綠體，由細胞外移向葉綠體
（2）4    下降（減少）
（3）36     弱
（4）上移     植物對綠光吸收很少，光合作用減弱，呼吸作用不變，實驗過程中從溫室吸收的 總量將減少
（5）未遮光    光合產物含量下降，光合速率上升

點評 本題主要考查學生的析圖能力，實驗分析能力和作圖能力．光合作用需要光照，沒有光照就沒有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和無光的時候都能進行．在實驗設計時要注意兩個原則：對照原則和單一變量原則．在實驗中還要保證無光變量相同且適宜，要減少無關變量的干擾．