Question

13．在一定濃度的CO₂和適當溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強度的關系（如圖一），細胞呼吸與環境中O₂濃度關系（如圖二）．請據圖回答下列問題：

（1）圖一中，b點所示條件下，該植物葉肉細胞內能夠產生ATP的部位是細胞質基質、線粒體、葉綠體；c點時葉綠體中ADP的移動方向是葉綠體基質→類囊體薄膜；由圖一可知，在連續光照條件下，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10小時，然后移到黑暗處14小時，則該24小時內每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為180mg．
（2）圖二中細胞呼吸的有關曲線需在什么條件下測得？黑暗（或無光、遮光）；當O₂濃度為5%時，細胞呼吸的方式為無氧呼吸和有氧呼吸；若圖一中a點是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應大于15%．
（3）圖三表示研究人員測定的該植物在密閉恒溫玻璃溫室內連續48h溫室內CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線（整個過程呼吸作用強度恒定）．該植物呼吸速率與光合速率相等的時間點是6、18、30、42時．

Answer 1

分析 據圖分析：圖一表示在一定濃度的CO₂和適當溫度條件下，測定番茄葉片在不同光照條件下的光合作用速度與光照強度的關系．a點時，光合強度為0，此時植物細胞只進行呼吸作用；ab段，呼吸作用強度大于光合作用強度；b點時，呼吸作用強度等于光合作用強度；b點之后，呼吸作用強度小于光合作用強度．
圖二表示細胞呼吸與環境中O₂濃度關系．實線表示有氧呼吸強度與環境中O₂濃度關系，虛線表示總的細胞呼吸強度與環境中O₂濃度關系．
分析圖三：圖三表示該植物在密閉恒溫玻璃溫室內連續48h溫室內CO₂濃度及CO₂吸收速率曲線．

解答 解：（1）b點時，光合作用強度等于呼吸作用強度，植物葉肉細胞內能夠產生ATP的部位有葉綠體、線粒體和細胞質基質；c點為光飽和點，ADP參與光反應中ATP的合成，ATP在光反應階段合成，故在葉綠體中的移動方向為葉綠體基質→類囊體薄膜；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，才能表現出生長現象；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/h，因此，植物一天中只有10小時光照，因此每100cm²葉片的光合作用所消耗的CO₂的量為18×10=180mg．
（2）由于光合作用也能吸收和釋放氣體，因此圖二中細胞呼吸的有關曲線需在黑暗條件下測得；由圖二可知，當O₂濃度為5%時，總的呼吸強度大于有氧呼吸強度，因此細胞呼吸的方式為無氧呼吸和有氧呼吸；由圖二可知，氧氣濃度達到15%時細胞呼吸速率達到最大值，若圖一中a點是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應大于15%．
（3）由圖三分析可知，光合作用與呼吸作用相等的點是室內CO₂濃度曲線的拐點，也即植物CO₂吸收速率曲線中與橫坐標相交的點，圖中共有4個，分別是6h、18h、30h、42h，
故答案為：
（1）細胞質基質、線粒體、葉綠體  葉綠體基質→類囊體薄膜    2   180
（2）黑暗（或無光、遮光）     無氧呼吸和有氧呼吸     15
（3）6、18、30、42時

點評 本題考查影響光合作用速率的環境因素、細胞呼吸，意在考查學生能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論．