Question

11．如圖1表示在25℃下測得的某植物光照強度與光合速率的關系（已知該植物光合作用的最適溫度是25℃，呼吸作用的最適溫度為30℃）；圖2表示該植物葉肉細胞中兩種細胞器在不同光照強度下的生理狀態，請回答下列問題：

（1）圖1中，將溫度升高至30℃，c點將向右移動；d點將向左下移動．
（2）由圖1可知，光照條件下，光照強度大于2klx時植物才會表現出生長現象，在相同溫度下，將該植物的葉片置于8klx光照下9小時，然后移到黑暗處15小時，則24小時內每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為162mg．
（3）圖2中細胞器 ①利用CO₂的場所和細胞器 ②產生CO₂的場所分別是葉綠體基質、線粒體基質；對該植物來說，圖1中四種不同光照強度（a、b、c、d對應光照強度）對應圖2中的狀態依次是IV、II、III、I．
（4）研究者進行了不同溫度和光照強度組合處理對葡萄葉片光合速率、氣孔開度及細胞間CO₂濃度的影響實驗，結果如圖3所示

①在兩種光強度下，溫度升高，葉片光合速率均下降；從甲、乙兩圖分析，原因可能是：隨溫度升高，氣孔關閉（氣孔開度下降），使葉片吸收的CO₂減少．
②據丙圖可知，分別用適宜光強/40℃、強光/37℃及強光/40℃進行組合處理，推測這些條件下葉片光合速率下降（上升/不變/下降）．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1是在適宜條件下測得的某植物光照強度與光合速率的關系，該光合速率是凈光合速率，該曲線中，a點不進行光合作用，只進行呼吸作用，表示呼吸作用的強度，c點是光照強度的補償點，該光照強度下光合作用速率與呼吸作用速率相等，d點是光照強度的飽和點，d點以后限制光合作用速率的因素不再是光照強度．
圖2是表示不同光照強度下，光合作用與呼吸作用的大小，分析題圖可知，①是葉綠體，②是線粒體，Ⅰ葉綠體消耗的二氧化碳來自線粒體產生的二氧化碳和外界中的二氧化碳，說明光合作用大于呼吸作用，Ⅱ線粒體產生的二氧化碳一部分被葉綠體吸收，還有一部分釋放到細胞外，說明光合作用小于呼吸作用，Ⅲ線粒體產生的二氧化碳正好被葉綠體吸收，說明光合作用與呼吸作用相等，Ⅳ線粒體消耗外界中的氧氣，將產生的二氧化碳全部釋放到細胞外，說明只進行呼吸作用不進行光合作用．
圖3中，植物在光照條件下進行光合作用，光合作用分為光反應階段和暗反應階段，光反應階段在葉綠體的類囊體薄膜上進行水的光解，產生ATP和[H]，同時釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應階段三碳化合物的還原，細胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進行，為細胞的各項生命活動提供能量．

解答 解：（1）圖1中，c點是光照強度的補償點，將溫度升高至30℃，呼吸作用速率增大，要確保光合作用速率與呼吸作用速率相等，應增大光照強度，故c點將向右移動．此時的溫度是光合作用的最適宜溫度，若提高溫度，光合作用速率減小，因此d點會向左下方移動．   
（2）光合作用強度大于呼吸作用強度時，有機物才會積累，植物表現出生長現象，該曲線中光照強度大于2klx時，植物的光合作用強度才會大于呼吸作用強度；分析題圖可知，8klx光照下，植物凈光合作用的強度是12mg/h，實際光合作用的強度是12+6=18mg/mg，因此，植物一天中只有9小時光照，因此每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為18×9=162mg．
（3）細胞器①是葉綠體，利用二氧化碳進行暗反應的場所是葉綠體基質，細胞器②是線粒體，產生二氧化碳的場所是線粒體基質；分析曲線可知，a是只進行呼吸作用不進行光合作用，b是光合作用小于呼吸作用，c是光合作用等于呼吸作用，d是光合作用大于呼吸作用，分別對應圖2中的Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ．
（4）①根據圖3甲，在兩種光強度下，隨著溫度的升高，葉片光合速率均下降；從甲、乙兩圖分析，原因可能是隨著溫度升高，氣孔開度下降，使葉片吸收的二氧化碳減少，進而使卡爾文循環受到抑制．
②根據圖丙分析，三種光強下胞間二氧化碳濃度均上升，但光合速率下降的原因可能是溫度上升影響了光合作用的進行，如高溫破壞類囊體膜結構（或高溫使酶的活性下降）．所以用適宜光強/40℃、強光/37℃及強光/40℃進行組合處理，這些條件下葉片光合速率下降．
故答案為：
（1）右   左下        
（2）2    162
（3）葉綠體基質、線粒體基質           IV、II、III、I
（4）①下降    氣孔關閉（氣孔開度下降）
②下降

點評 本題的知識點是影響光合作用的環境因素，光合作用與呼吸作用的關系，分析題圖曲線獲取信息是解題的關鍵，解讀題圖曲線應用光合作用呼吸作用知識解決問題是本題考查的重點．