Question

20．光合作用與細胞呼吸是植物體的兩項重要的生理活動，圖甲表示玉米植株的光合作用與細胞呼吸兩者之間的關系．圖乙表示在光照充足、CO₂濃度適宜的條件下，溫度對某植物光合速率和呼吸速率的影響，圖中實線表示實際光合速率，虛線表示呼吸速率．據圖分析回答下列問題：

（1）在玉米植株的葉肉細胞中，圖甲中的①～⑤過程（僅考慮有氧條件）中能使ADP含量減少的過程是①③④⑤（寫序號），②過程中發生的能量變化是ATP中活躍的化學能轉變成有機物中穩定的化學能，過程③④分別發生在植物細胞的細胞質基質、線粒體基質中．
（2）長期水淹，玉米植株會爛根，此時玉米植株根尖細胞中會發生圖甲①～⑤過程中的③（寫序號），發生在細胞的細胞質基質中．
（3）分析圖乙可知，光合作用、細胞呼吸都受溫度的影響，其中光合作用對溫度更敏感．溫度是通過影響酶的活性來影響光合作用、細胞呼吸的．
（4）若晝夜不停地光照，圖乙植物生長的最適溫度約是30℃；若溫度保持在25℃的條件下，長時間每天交替進行12h光照、12h黑暗，該植物能（填“能”或“不能”）正常生長．

Answer 1

分析 圖甲中，①表示光合作用的光反應階段，⑤表示暗反應中二氧化碳的固定，②表示暗反應中三碳化合物的還原，③表示有氧呼吸的第一階段，④表示有氧呼吸的第二階段．X物質表示光合作用中的三碳化合物，Y表示丙酮酸．
由乙圖可知，在高溫時，真正光合作用速率曲線比呼吸作用速率曲線下降的快，說明與光合作用有關的酶對高溫更為敏感；并且在溫度為30℃條件下，真正光合作用速率與呼吸作用速率的差值最大；當環境溫度為40℃時，真正光合作用速率等于呼吸作用速率．凈光合作用速率=真正光合作用速率-呼吸作用速率，只有凈光合作用速率大于零時，植物才能生長．

解答 解：（1）甲圖中，②暗反應中三碳化合物的還原消耗ATP，能使ADP含量增多．①光反應、③有氧呼吸的第一階段、④有氧呼吸的第二、三兩個階段和⑤暗反應中二氧化碳的固定都要合成ATP，能使ADP含量減少．②暗反應中三碳化合物的還原發生的能量變化是ATP中活躍的化學能轉變成有機物中穩定的化學能．過程④有氧呼吸的第二、三兩個階段可發生線粒體中．
（2）長期水淹，玉米植株根尖細胞只能進行無氧呼吸，因此只會發生圖甲①～⑤過程中的③（有氧呼吸和無氧呼吸第一階段完全相同），發生在細胞的細胞質基質中．
（3）圖中可以看出，光合作用的最適溫度為30℃，超過該溫度后，光合作用強度開始下降，而呼吸作用在42℃是最強，因此光合作用有關的酶對髙溫更為敏感．在光合作用和呼吸作用過程中，溫度通過影響酶的活性進而影響光合作用和呼吸作用．
（4）分析圖乙實線與虛線的差距，在30℃時兩曲線的相對量的差值最大，說明此時凈光合速率（=實際光合速率-呼吸作用速率）最大，即有機物積累量最多，最有利于植物生長． 若溫度保持在25℃的條件下，圖中可以看出，光合作用強度為6單位，呼吸作用強度為2單位左右，因此每天交替進行12h光照、12h黑暗，凈光合作用量=6×12-2×24=24＞0，因此植物能生長．
故答案為：
（1）①③④⑤ATP中活躍的化學能轉變成有機物中穩定的化學能     細胞質基質、線粒體基質
（2）③細胞質基質
（3）光合作用    酶的活性
（4）30℃能

點評 本題屬于中檔題，屬于考綱中識記、理解層次的要求，考查了光合作用和呼吸作用的過程及能量變化、影響光合作用和呼吸作用的環境因素，要求考生具有一定的識圖能力和分析能力，在解題過程中明確凈光合作用、真正光合作用速率和呼吸作用速率三者的之間的關系．