Question

I、對農作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導我們的農業生產．下面是某研究小組以大豆為材料所做的相關實驗及其結果，請回答相關問題．
（1）由圖甲可推知，與P點相比，Q點限制單株光合強度的外界因素是

 

 （寫出兩種），圖甲給我們的啟示是：在栽培農作物時要注意

 

．
（2）種植大豆的密閉大棚內一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖乙所示．C→F段，葉綠體內ADP含量最高的場所是

 

，一晝夜內植株是否顯示生長現象？并說明理由

 

．
（3）將對稱葉片左側遮光右側曝光（如圖丙），并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移．在適宜光照下照射12小時后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：g）．則b-a所代表的是

 

．
（4）裝置丁（如圖）可用來探究光照強度對光合作用強度的影響．根據該圖的材料及設置，可以確定該實驗的因變量是

 

，自變量是

 

．
II、已知大豆種子萌發過程中有氧呼吸和無氧呼吸過程均能產生CO₂．如圖1所示為測定萌發的大豆種子呼吸作用類型所用的裝置（假設呼吸底物只有葡萄糖），請分析回答下列問題．
（1）請寫出有氧呼吸的總反應式

 

，該反應式中的酶指的是

 

 （填“一種酶”或“一系列酶”），理由是

 

．
（2）為了更準確地檢測萌發的大豆種子的呼吸類型，在圖示裝置基礎上設置了另一套裝置，請問圖示裝置應如何改進？

 

．
（3）假設圖示裝置為A裝置，（2）中設計的裝置為B裝置．
如果A裝置液滴

 

，B裝置液滴

 

，則說明萌發的大豆種子有氧呼吸和無氧呼吸同時進行．以V（CO₂）代表CO₂釋放量，V（O₂）代表O₂消耗量，則V（CO₂）/V（O₂）為

 

 時，無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,有氧呼吸的過程和意義,無氧呼吸的概念與過程

專題：

分析：第Ⅰ題的四小題需結合題意分析四幅圖解答．圖甲顯示單株光合強度隨著種植密度的提高而減弱，這是多因素對光合作用的影響，可排除溫度的影響．乙圖中由于是大棚內二氧化碳濃度的變化，因此可以比較起始點和終點的二氧化碳濃度．丙圖中左側和右側為一組對照實驗，a側只進行呼吸作用，而b側既進行光合作用，又進行呼吸作用．丁圖裝置用來探究光照強度對光合作用強度的影響時，光照強度為自變量，可通過改變燈泡與燒杯的距離來實現．
圖1裝置中氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，因此裝置中氣體量的變化可以表示氧氣量的變化，如果進行有氧呼吸，則氧氣量減少，液滴應左移；如果進行無氧呼吸，不消耗氧氣，液滴不動．

解答： 解：Ⅰ（1）由圖甲可推知，與P點相比，Q點種植密度高得多，不通風，缺少二氧化碳供應，相互遮擋陽光，導致光合強度下降，因此Q點限制單株光合強度的外界因素是光照強度、CO₂濃度，圖甲給我們的啟示是：在栽培農作物時要注意合理密植．
（2）C→F段不斷進行光合作用，ATP參加葉綠體基質的暗反應，形成ADP，再轉移到葉綠體囊狀結構薄膜參加光反應，再生成ATP，因此，葉綠體內ADP含量最高的場所是葉綠體基質；一晝夜大棚內的CO₂濃度有所下降，說明光合作用產生的有機物有積累，所以植物能生長．當光合作用強度和呼吸作用強度相等時，大棚內二氧化碳濃度不變，是曲線的轉折點：B，F；一晝夜內有機物積累最多的點是大棚內二氧化碳被吸收得最多的時刻，就是大棚內二氧化碳濃度最低的點：F點．C點植物即進行光合作用，又進行細胞呼吸，產生ATP的場所有：細胞質基質，葉綠體，線粒體．
（3）假設兩側截取同等面積的葉片原來干物質量為c，在適宜光照下照射12小時后，左側呼吸量為：c-a；右側凈光合量為：b-c；由于左右對稱，所以右側呼吸量也是c-a；那么右側實際光合量=凈光合量+呼吸量=（b-c）+（c-a）=b-a．所以b-a代表12h內右側截取部分光合作用制造的有機物總量．
（4）根據該圖的材料及設置，自變量為光照強度（通過改變燈與葉片的距離實現），因變量為單位時間內上浮葉片的數量．
Ⅱ（1）以葡萄糖為底物時，有氧呼吸總反應式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂→6CO₂+12H₂O+能量；該反應式中的酶指的是一系列酶，因為有氧呼吸各階段需要不同的酶催化
（2）萌發的大豆種子的呼吸類型有3種：1，只進行有氧呼吸；2，只進行無氧呼吸；3，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行．因為圖示裝置用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，如果只進行無氧呼吸，不耗氧，產生的二氧化碳又被吸收，裝置氣壓不變，液滴不移動；如果是只進行有氧呼吸和有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，都耗氧，產生的二氧化碳又被吸收，裝置氣壓降低，液滴左移，無法判斷種子到底是只進行有氧呼吸，還是有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，所以要再加上一套裝置，將圖中20%的NaOH溶液換成蒸餾水，不吸收二氧化碳，其他保持相同，與原來裝置對照說明．
（4）如果萌發的大豆種子有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，A裝置液滴左移，B裝置二氧化碳釋放量大于氧氣消耗量，氣壓增加，液滴右移；如果無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等，假設都消耗葡萄糖量為1摩爾，則有氧呼吸產生二氧化碳6摩爾，消耗氧氣6摩爾；無氧呼吸場所二氧化碳2摩爾，這樣總共產生二氧化碳8摩爾，V（CO₂）÷V（O₂）=

8

6

=

4

3

．
故答案為：
I、（1）光照強度、CO₂濃度，合理密植
（2）葉綠體基質、生長，因為一晝夜大棚內的CO₂濃度有所下降，說明光合作用產生的有機物有積累
（3）12h內右側截取部分光合作用制造的有機物總量．
（4）單位時間內上浮葉片的數量、光照強度（燒杯與臺燈之間的距離）
II、（1）有氧呼吸總反應式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂-酶-＞6CO₂+12H₂O+能量
一系列酶     有氧呼吸各階段需要不同的酶催化
（2）將圖中20%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他保持相同
（3）左移、右移、

4

3

點評：本題本題屬于綜合題，屬于考綱中理解、應用層次的考查，考查光合作用的場所、影響光合作用的環境因素及應用、探究呼吸方式等方面的知識點．解答本題的關鍵是準確分析曲線圖和實驗裝置圖，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．