Question

4．如圖1表示某植物在某光照強度和適宜溫度下，光合作用強度增長速率隨CO₂濃度變化的情況；圖2是水生植物在光照等環境因素影響下光合速率變化的示意圖；圖3為在適宜光照條件下，發菜凈光合速率和呼吸速率隨溫度變化的曲線．請據圖回答：

（1）圖1中，限制D點光合作用速率的環境因素主要是光照強度．
（2）圖2中，t₁→t₂時間段O₂釋放量增多的原因是葉綠體類囊體薄膜上色素吸收的光能增加，水光解加快，此反應發生的場所是葉綠體類囊體薄膜．
（3）若在t₂時刻增加光照，光合速率將不再提高的原因是t₂→t₃時間段里，限制光合速率的因素為CO₂濃度．
（4）t₄時將植物處于黑暗中，則短時間內，葉綠體中ADP和Pi含量升高（填“升高”或“降低”），C₃被還原后的直接產物的含量降低（填“升高”或“降低”）．
（5）圖3中，30℃時，發菜實際光合速率是250μ mol O₂•mg^-1葉綠素•h^-1，發菜光合作用場所是細胞質（填“葉綠體”或“細胞質”）．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1是在某光照強度和適宜溫度下，光合作用強度增長率隨CO₂濃度變化的情況，光合作用增長速率類似于加速度，因此只要增長速率大于零，光合作用強度就不斷增加．圖中可以看出，BC段增長速率最大，到D點是增長速率降為0，此時光合作用強度達到最大．圖2曲線表示水生植物在光照和二氧化碳濃度等環境因素影響下光合速率變化的影響．圖3表明溫度變化對光合作用的影響要高于對呼吸作用的影響．曲線①表示光合作用曲線，②表示呼吸作用曲線．據此分析作答．

解答 解：（1）據圖1分析，D點是增長速率降為0，即達到二氧化碳飽和點，此時限制光合作用的因素不再是二氧化碳濃度而是光照強度或溫度．
（2）據圖2分析，t₁→t₂時間段光照增強，葉綠體類囊體薄膜上色素吸收的光能增加，水光解加快，O₂釋放量增多．
（3）據圖2分析，t₂時已經達到光飽和點，t₂→t₃時間段里，限制光合速率的因素為CO₂濃度，所以光合速率將不再提高．
（4）t₄時將植物處于黑暗中，光反應立即停止，但暗反應仍能進行，ATP仍然消耗，故短時間內，葉綠體中ADP和Pi含量升高．此時三碳化合物還原受阻，其還原的直接錯誤減少．
（5）據圖3分析，發菜的呼吸速率為100，凈光合速率為150，真正的光合作用速率=呼吸作用速率+凈光合速率=100+150=250μ mol O₂•mg^-1葉綠素•h^-1．發菜屬于原核生物，所以其光合作用的場所是細胞質．
故答案為：
（1）光照強度　   
（2）葉綠體類囊體薄膜上色素吸收的光能增加，水光解加快   　葉綠體類囊體薄膜　    
（3）t₂→t₃時間段里，限制光合速率的因素為CO₂濃度
（4）升高     　降低
（5）250      　細胞質

點評 本題難度適中，屬于考綱中理解、應用層次的考查，考查光合作用過程中的物質變化、影響光合作用的環境因素及探究實驗等方面的知識點．解答本題的關鍵是準確分析過程圖和曲線圖，利用控制變量的方法分析實驗裝置，能通過比較、分析與綜合等方法對實驗裝置和實驗結果做出合理的判斷或得出正確的結論能力．