Question

14．如图甲是某植物的光合速率与光照强度、CO₂浓度和温度之间的关系，图乙是仙人掌固定CO₂的过程图．请回答下列问题：

（1）甲图中与其他两条曲线均互为对照的是曲线Ⅱ，曲线Ⅱ中，当光照强度达到B点后，影响光合速率的主要外界因素为温度．
（2）若保持C点的光照强度，突然将植株由曲线Ⅲ的培养环境转移到曲线Ⅱ的环境中培养，短时间内叶绿体基质中[H]和ATP（物质）的含量会增加．
（3）仙人掌的气孔在夜间张开，CO₂进入叶中被固定在一种碳四化合物中，白天气孔关闭，干旱条件CO₂供应不足时由碳四化合物释放CO₂进行卡尔文循环，并合成C₃（卡尔文循环中所直接制造出来的碳水化合物是C₃，而不是葡萄糖）．仙人掌细胞进行卡尔文循环的场所是叶绿体基质，仙人掌这种固定CO₂的特殊途径对适应干旱条件有何重要意义？白天干旱条件下，仙人掌气孔关闭，CO₂的来源不足，这种特殊的CO₂固定途径使仙人掌在干旱条件CO₂供应不足时光合作用仍能正常进行．
（4）实验证明，离体的叶绿体在适宜的条件下也能进行光合作用，原因是叶绿体是光合作用的场所，细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶．

Answer 1

分析 分析题图可知，图甲中表示光照强度、二氧化碳浓度、温度对光合作用速率的影响；图乙表示C₄植物二氧化碳的碳原子的转移途径，夜晚二氧化碳进入叶肉细胞形成四碳化合物，白天叶肉细胞中的四碳化合物释放出二氧化碳，二氧化碳形成三碳化合物，然后被光反应产生的还原氢还原形成有机物．

解答 解：（1）对照组之间只能有一个变量不同，曲线Ⅱ与Ⅲ对照，温度是自变量，与Ⅰ对照，二氧化碳浓度是自变量；比较曲线Ⅰ和Ⅱ，当光照强度达到饱和点后，因CO₂足量，因此光照强度、二氧化碳浓度不是影响光合作用的因素，影响光合作用速率的主要外界因素应为温度．
（2）C点的光照强度是光的饱和点，此时突然将植株由曲线Ⅲ的培养环境转移到曲线Ⅱ的环境中培养，温度降低，温度通过影响酶活性影响光合作用，由于光反应需要的酶较少，主要受光照强度的影响，暗反应是一系列的酶促反应，受温度的影响较大，所以温度降低时受到影响的主要是暗反应阶段；由于暗反应速率降低消耗的[H]和ATP数量减少，因此短时间内叶绿体基质中[H]和ATP含量增加．
（3）卡尔文循环是暗反应的一部分，其反应场所是叶绿体基质；干旱条件下，植物因防止水份过度蒸发而关闭气孔，导致光合作用的原料CO₂不足，仙人掌在夜间固定CO₂，白天释放CO₂用于光合作用，保证了光合作用的正常进行，又会防止通过蒸腾作用散失较多的水分．
（4）由于叶绿体是光合作用的场所，细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶等条件，因此离体的叶绿体在适宜的条件下也能进行光合作用．
故答案为：
（1）Ⅱ温度  
（2）[H]和ATP
（3）叶绿体基质  
   白天干旱条件下，仙人掌气孔关闭，CO₂的来源不足，这种特殊的CO₂固定途径使仙人掌在干旱条件CO₂供应不足时光合作用仍能正常进行
（4）叶绿体是光合作用的场所，细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶

点评 分析题图获取信息是解题的突破口，对于影响光合作用的因素的综合理解应用，把握知识的内在联系，并利用相关知识通过分析、比较、综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理、判断的能力是本题考查的重点．