Question

5．植物生理学家对植物的光合作用和细胞呼吸进行了大量的研究，下图甲表示温度对某植物CO₂的外界吸收量与释放量的影响；图乙表示进行这两种生理过程的细胞器之间的关系．请回答相关问题：
（1）甲图中A点时，植物的光合作用强度是否达到了最大值？否，A～B阶段CO₂吸收量逐渐下降的原因是随着温度升高，呼吸速率比光合速率增加得快，细胞内产生的CO₂增多，从外界吸收的CO₂减少．
（2）研究证明，光合作用达到最强时的温度并不能使植物细胞呼吸强度达到最大，请简要解释出现这一现象的原因：光合作用有关的酶与呼吸作用有关的酶最适温度不同．根据甲图分析，若要使该种植物积累有机物速率达到最大值，应维持环境温度为25℃比较合适．
（3）在甲图中B点时，乙图a～f过程中不会发生的是e、f（填字母）．乙图中物质X是丙酮酸和[H]．

Answer 1

分析 甲图是温度对细胞呼吸作用和光合作用的影响，图中虚线表示温度对净光合作用的影响，实线表示温度对细胞呼吸作用的影响，实际光合作用=呼吸作用+净光合作用；图乙中，①是叶绿体，②是线粒体，a过程表示叶绿体从外界吸收二氧化碳，b过程表示叶绿体产生的氧气释放到细胞外，c过程表示叶绿体产生的氧气被线粒体吸收利用，d过程表示线粒体产生的二氧化碳被叶绿体吸收利用，e表示线粒体产生的二氧化碳释放到细胞外，f表示线粒体从外界吸收氧气；X是葡萄糖酵解的产物丙酮酸和[H]．

解答 解：（1）植物的实际光合作用=净光合作用+呼吸作用，A点是净光合作用最大的点，但不是实际光合作用最大的点；AB随温度升高，参与呼吸作用的酶活性增强速率大于参与光合作用的酶活性增强速率，细胞呼吸速度的增加大于光合作用速度的增加，细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的CO₂，因此植物从外界吸收的CO₂越来越少．
（2）由于参与光合作用的酶的最适温度与参与细胞呼吸的酶的最适温度不同，因此光合作用与呼吸作用的最适宜温度不同，光合作用达到最强时的温度并不是植物细胞呼吸强度达到最大时的温度．若要使该种植物积累有机物速率达到最大值，应维持环境温度为25℃比较合适．
（3）甲图中的B点，呼吸作用大于光合作用，光合作用吸收的二氧化碳来自线粒体，呼吸作用产生的二氧化碳一部分进入叶绿体中被利用，一部分释放到细胞外，即图中的a、b、c、d过程．分析乙图可知，物质X是葡萄糖酵解的产物，丙酮酸和[H]．
故答案为：
（1）否     随着温度升高，呼吸速率比光合速率增加得快，细胞内产生的 CO₂增多，从外界吸收的CO₂减少
（2）光合作用有关的酶与呼吸作用有关的酶最适温度不同     25℃
（3）e、f               丙酮酸和[H]

点评 对于线粒体和叶绿体的结构和功能，光合作用与呼吸作用过程中的物质变化过程，光合作用与呼吸作用之间的关系及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，并应用相关知识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．