Question

1．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物CO₂吸收速率，得到如图所示曲线（整个过程呼吸作用强度恒定），请回答下列相关问题：

（1）实验过程的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，12h时CO₂的移动方向是由线粒体移向叶绿体，由细胞外移向叶绿体．（填从某处到某处）
（2）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，若在12h时突然补充光照，叶绿体内C₃含量变化是下降（减少）．
（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h 时，前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（4）如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将上移（填“上移”、“下移”或“不变”），原因是植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，实验过程中从温室吸收的总量将减少．
（5）另一研究小组的成员想要探究叶片中光合产物的积累是否会抑制光合作用，以下是他们的实验设计思路：在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量下降，光合速率上升，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．

Answer 1

分析 据图分析：图中的CO₂吸收速率为可表示该植物的净光合速率，室内CO₂浓度变化可表示该植物有机物的积累量．从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO₂，其呼吸产生的CO₂正好供应给光合作用，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．图中的CO₂吸收速率为净光合速率，当CO₂吸收速率大于0时就有有机物的积累，因此图中6～18h、30～42h均有有机物的积累．

解答 解：（1）从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．12h时叶肉细胞呼吸速率达到最大值，此时细胞光合作用大于呼吸作用，即CO₂由线粒体产生移向叶绿体和由细胞外移向叶绿体．
（2）呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO₂速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．在12h时突然补充光照，光反应加快，[H]和ATP生成增加，三碳化合物还原加快，短时间内三碳化合物的来源不变，叶绿体内C₃含量变化是下降．
（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是植物CO₂吸收速率曲线的最高点，即36 h时，由温室内CO₂浓度曲线及植物CO₂吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO₂浓度变化及CO₂吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（4）使用相同强度绿光进行实验，植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，实验过程中从温室吸收的总量将减少，c点的位置将上移．
（5）在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量下降，光合速率上升，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体     由线粒体移向叶绿体，由细胞外移向叶绿体
（2）4    下降（减少）
（3）36     弱
（4）上移     植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，实验过程中从温室吸收的 总量将减少
（5）未遮光    光合产物含量下降，光合速率上升

点评 本题主要考查学生的析图能力，实验分析能力和作图能力．光合作用需要光照，没有光照就没有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和无光的时候都能进行．在实验设计时要注意两个原则：对照原则和单一变量原则．在实验中还要保证无光变量相同且适宜，要减少无关变量的干扰．