Question

4．某科研工作人员选取番茄瓜幼苗进行了无土栽培实验，如图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答相关问题．
（1）据图分析，光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，温度会影响光合作用的光反应和暗反应 阶段．温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为20℃．
（2）限制AB段CO₂吸收速率的主要因素是温度，若图中B点和D点对应的纵坐标分别的是15和30，B点和D点在相同时间内光合作用积累的有机物量分别为m和n，则m与n的数学关系式为m=2n
（3）A点时叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体，B点叶绿体中O₂的去向是扩散到线粒体和释放到细胞外．研究者用含¹⁸O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂（用化学式和箭头表示）．

Answer 1

分析 据图分析：植物从空气中吸收的二氧化碳的量为净光合作用的量，呼吸作用氧气的消耗量是实际呼吸作用的量，A点从空气中吸收的二氧化碳为0，光合作用小于或等于呼吸作用，光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收，随着温度的升高，光合作用和呼吸作用都逐渐增强，大于5℃后经光合作用大于0，即光合作用大于呼吸作用，实际光合作用等于净光合作用加上呼吸作用．

解答 解：（1）分析题图可知，净光合作用强度随温度升高而升高更快，因此光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，温度会影响光合作用的光反应和暗反应阶段相关酶的活性．．在20℃植物净光合作用最强，此时细胞呼吸作用较弱，是获得最大经济效益的最适宜温度．
（2）分析题图曲线可知，AB段随温度升高，净光合作用升高，该阶段限制光合作用的因素是稳定；B点、D点净光合作用与呼吸作用相等，因此实际光合作用是呼吸作用的30÷15=2倍，即积累的有机物量m=2n．
（3）A点，光合作用小于或等于呼吸作用，因此A点时叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体．
B点净光合作用与呼吸作用相等，即光合作用大于呼吸作用，所以叶绿体中O₂的去向是扩散到线粒体和释放到细胞外．¹⁸O的葡萄糖在有氧呼吸中的氧原子的移途径是C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂．
故答案为：
（1）高      光反应和暗反应      20 
（2）温度     m=2n
（3）线粒体、叶绿体      扩散到线粒体和释放到细胞外
C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂

点评 本题的知识点是有氧呼吸的过程，有氧呼吸与光合作用的关系，温度对于光合作用和有氧呼吸过程的影响，正确解读题图曲线获取信息是解题的关键，对于光合作用、呼吸作用的综合应用是本题考查的重点．