Question

3．下列两图都与植物光合作用有关，图甲表示某种植物在最适温度时光合作用效率随光照强度改变的变化曲线；图乙代表该植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图．请据图回答：

（1）当细胞处于图甲中c点时，能发生图乙中哪些过程（用图中字母回答）d、e、f、g；若此时M中[H]有剩余，能否用于N中氧气的还原？不能．
（2）图甲中b点所在植物，突然放置到c点对应光照强度的环境下，短时间内叶肉细胞中C₃相对含量降低 （填“升高”“降低”或“基本一致”）．c点限制光合速率的主要外界因素有二氧化碳浓度．
（3）结合M、N中发生的代谢活动，推导其中发生的能量转换是光能→稳定的化学能，稳定的化学能→（ATP中）活跃的化学能及热能（用文字和箭头相结合方式）．
（4）图乙所示细胞进行无氧呼吸的反应式：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量（少量）
（5）将该植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO₂的吸收量与释放量为指标．黑暗中释放的CO₂，可用溴麝香草酚蓝溶液进行检测，其颜色变化为蓝→绿→黄．实验结果如下表所示，下列对该表数据分析正确的是D．（填入选项前的字母）

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.25	3.75	3.50	3.00
黑暗下释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

A．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30℃时该植物积累的有机物是温度在10℃时的2倍
B．昼夜不停的光照，温度在35℃时该植物不能生长
C．昼夜不停的光照，该植物生长的最适温度是30℃
D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20℃的条件下，该植物积累的有机物最多．
（6）试分析叶片呈绿色之因．叶片中叶绿素的含量大于叶黄素的含量．

Answer 1

分析 分析图示：图甲曲线图中，a点只进行呼吸作用；b点为光补偿点，光合作用等于呼吸作用；c点为光饱和点，光合作用大于呼吸作用．
图乙细胞中，g、d、h代表氧气，f、e、i代表二氧化碳．M为叶绿体，是光合作用的场所，N为线粒体，是有氧呼吸的主要场所．
表格中实验变量有两个：温度和有无光照，而做出本题的关键是要理解光照下吸收CO₂数值表示净光合作用速率，黑暗中释放CO₂表示呼吸作用速率．然后，比较表格中的数字，根据数据的变化特点可以得出呼吸速率随着温度的升高而增强，而净光合速率随着温度的不断升高出现先增强后下降的趋势，25℃达到最大值．

解答 解：（1）当细胞处于图甲中c点时，光合作用大于呼吸作用，能发生图乙中d、e、f、g过程．此时叶绿体M中[H]有剩余，只能用于暗反应，不能用于呼吸作用，呼吸作用过程中的[H]与光合作用中的[H]是两种不同的物质．
（2）图甲中b点所在植物，突然放置到c点对应光照强度的环境下，光照增强，光反应加快三碳化合物消耗增多，短时间内三碳化合物的利用不变，结果导致三碳化合物的含量降低．c点时已经达到光饱和点，产生的温度题干中已经说明是最适温度，所以此时限制光合作用的因素是二氧化碳浓度．
（3）结构M叶绿体中进行的能量转换是光能转化为（有机物中）稳定的化学能，结构N线粒体中进行的能量转换是（有机物中）稳定的化学能转化为（ATP中）活跃的化学能及热能．
（4）图乙所示细胞进行无氧呼吸的反应式为：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量（少量）．
（5）二氧化碳用溴麝香草酚蓝溶液进行检测，其颜色变化为由蓝变绿在变黄．
A、每天光照12小时，30℃时积累的有机物量是：（3.50-3.00）×12=6（mg），10℃时积累的有机的量是：（1.75-0.75）×12=12（mg），两者的比值为0.5，A错误；
B、表中“光照下吸收CO₂（mg/h）”代表的是净光合作用速率，“黑暗中释放CO₂（mg/h）”代表的是呼吸作用速率．由表可知，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合作用速率大于0，植物就可以正常生长，B错误；
C、净光合作用速率越大，植物生长越快，故昼夜不停地光照，在25℃时该植物生长得最快，C错误；
D、有机物积累量=光照下积累的有机物量-黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，在20℃时该植物的有机物积累量最大，D正确．
故选：D．
（6）叶片呈绿色的原因是叶片中叶绿素的含量大于叶黄素的含量．
故答案为：
（1）d、e、f、g   不能
（2）阶段    二氧化碳浓度
（3）光能→稳定的化学能，稳定的化学能→（ATP中）活跃的化学能及热能
（4）C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量（少量）
（5）蓝→绿→黄   D             
（6）叶片中叶绿素的含量大于叶黄素的含量

点评 本题以图形为载体，考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．