Question

4．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）實驗前3小時葉肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體，6h時CO₂的移動方向是由線粒體移向葉綠體
（2）圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，葉綠體無O₂生成的時間總共有12小時．
（3）葉綠體利用CO₂速率最大的時刻是36h時，前小時24小時比后24小時的平均光照強度．（強或弱）
（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，植物細胞從溫室中吸收的二氧化碳將減少．
（5）該植物48小時后，（填積累或消耗）有機物，原因是48小時后密閉溫室的二氧化碳的量比開始時的少，減少的二氧化碳植物用來合成有機物積累．

Answer 1

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）分析題圖可知，實驗前3小時CO₂吸收速率不變為負值，溫室內CO₂濃度增加，此時只進行呼吸作用，不進行光合作用，葉肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體，6h時光合作用與呼吸作用強度相等，線粒體釋放的二氧化碳正好被葉綠體吸收利用，此時二氧化碳的移動方向是由線粒體移向葉綠體．
（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．曲線中，二氧化碳吸收速率不變時只進行呼吸作用，因此這些時期葉綠體沒有氧氣產生，對應時間點為0～3、21～27、45～48，共12小時．
（3）分析題圖可知，在36h時，二氧化碳吸收速率最大，葉綠體利用CO₂速率最大；分析題圖可知，前24小時比后24小時CO₂吸收速率低，由此推測前24小時比后24小時的平均光照強度要弱．
（4）由于植物對綠光的吸收量少，光合作用減弱，呼吸作用不變，植物從環境中吸收的二氧化碳將減少，c點的位置將上移．
  （5）48小時后密閉溫室的二氧化碳的量比開始時的少，減少的二氧化碳植物用來合成有機物積累，因此該植物48小時后，積累有機物．
故答案應為：
（1）細胞質基質和線粒體     由線粒體移向葉綠體
（2）4           12     
  （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，植物細胞從溫室中吸收的二氧化碳將減少
（5）積累       48小時后密閉溫室的二氧化碳的量比開始時的少，減少的二氧化碳植物用來合成有機物積累

點評 本題的知識點是植物光合作用和呼吸作用的關系，光照強度和光質對光合作用的影響，主要考查學生的識圖能力和運用題圖信息解決問題的能力，根據給出信息進行推理的能力．