Question

7．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設計了由透明的玻璃罩構成的小室，如圖A所示．偵測期間植物有時有照光（固定的光照強度），有時則是處于完全黑暗中，測得連續60分鐘內氧氣濃度變化的結果如B所示曲線（液滴移動距離已換算為ppm）．

（1）影響小室內植物光合作用速率變化的主要環境因素是溫度，在20和30分鐘測定時間點，裝置內的氧氣濃度為250ppm．
（2）在最初10分鐘時段，瓶內植物進行有氧呼吸作用．在第40分鐘時，植物（有/沒有）光照，你的判斷理由是因為在該時段，植物的光合速率大于呼吸速率．
（3）在實驗過程中某段時間內，記錄液滴的移動，獲得以下數據：

每隔一定時間記錄一次刻度數據
…	-29	-15	0	+18	+35	…

該組實驗數據是在B曲線的B（A.15-35/B.40-60）分鐘時間段內獲得的．
（4）如果該植物后30分鐘的呼吸速率平均值與前20分鐘呼吸速率平均值相同，則該植物后30分鐘內真正光合作用的平均速率為9×10³ ppm/小時．
（5）該植物在某時間段內葉肉細胞中光合作用、有氧呼吸兩者之間存在以下的聯系，其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關物質，請據圖C回答：
①物質物質d表示CO₂，過程丙進行的部位是線粒體內膜．
②在過程甲～戊中，能產生ATP的有甲丙丁戊．
（6）有些植物的部分細胞能進行產生乳酸的無氧呼吸，則根據無氧呼吸過程分析下列三者含有的能量大小關系：1mol葡萄糖＞2mol丙酮酸＜2mol乳酸（＞、＜、=）．
（7）已知生長素在X、Y兩種濃度下對該植物莖段生長的影響均為促進作用，且X濃度促進作用明顯大于Y濃度，又已知X濃度不是最適濃度，假設最適濃度為Z，則X濃度、Y濃度和Z濃度之間大小的關系有4種可能．

Answer 1

分析 分析裝置圖和曲線圖是解答本題的關鍵．圖A是密閉裝置，內有二氧化碳緩沖液，說明實驗過程中二氧化碳濃度始終不變，有光照時，光照強度相等，刻度移動表示是氧氣的變化量，B圖中，約24分鐘之前，氧氣的量逐漸減少，說明是處于黑暗條件下，24分鐘之后，小室內氧氣含量逐漸升高，說明光合作用大于呼吸作用；圖C中，甲是光合作用的光反應階段，乙是光合作用的暗反應階段，丙是有氧呼吸的第三階段，丁是有氧呼吸第二階段，戊是有氧呼吸的第一階段．a表示ATP和[H]，b表示ADP和Pi，c表示氧氣，d表示二氧化碳．

解答 解：（1）由題意知，二氧化碳緩沖液為小室提供二氧化碳，由于光照強度固定，故影響小室內植物光合作用速率變化的主要環境因素是溫度，從圖B中可知，氧氣濃度先降低，進行有氧呼吸消耗氧氣，故在20-30分鐘測定時間點，裝置內的氧氣濃度為250ppm．
（2）在最初10分鐘時段，氧氣含量下降，瓶內植物進行有氧呼吸作用，在第40分鐘時，由于氧氣含量增加，說明O₂的生成大于O₂消耗，植物體有光照．
（3）表格數據表明，光合速率逐漸增強，大于呼吸速率，對應在B圖曲線的40-60分鐘時間段內獲得的．
（4）前20分鐘每分鐘呼吸速率=（1750-250）÷20=75，后30分鐘每分鐘的凈光合速率速率=（2500-250）÷30=75，則該植物后30分鐘內真正光合作用的平均速率=75+75=150，換算成小時=150×60=9000．
（5）①物質d是二氧化碳，過程丙表示有氧呼吸的第三階段，進行的部位是線粒體內膜；
②圖中產生ATP的過程是有氧呼吸的三個階段及光反應階段，暗反應過程不產生ATP，需要消耗ATP．故在過程甲～戊中，能產生ATP的有甲丙丁戊．
（6）無氧呼吸只有第一階段放能，第二階段加氫還原反應，2mol乳酸比2mol丙酮酸多于第一階段放出的[H]．
（7）生長素對植物的促進作用具有雙重性．故可能的關系有：x濃度＞z濃度＞y濃度；z濃度＞x濃度和＞y濃度；y濃度＞z濃度＞x濃度；y濃度＞x濃度＞z濃度．
故答案為：
（1）溫度     20和30
（2）有氧呼吸    因為在該時段，植物的光合速率大于呼吸速率（或光合作用大于呼吸作用或O2的生成大于O2消耗）
（3）B  
（4）9
（5）①CO₂ 線粒體內膜    ②甲丙丁戊
（6）＜
（7）4

點評 本題具有一定的綜合性和難度，屬于考綱中理解、應用層次的考查，在解答過程中需準確分析圖解，從圖解中獲取解題的有效信息．光合作用和呼吸作用過程中的幾個名詞需理解：凈光合速率即為有機物積累速率、有機物合成速率即為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率、從周圍環境吸收CO₂的量即為凈光合作用量．