Question

20．图1表示利用高粱和小麦在适宜的温度、光照强度下进行的有关实验，图2表示小麦在最适宜的光照强度、C0₂浓度等条件下测得的温度与光合速率、呼吸速率的关系曲线．图3是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中1、2、3、4、5表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质．请分析并回答下列问题：（图中的数据取整数）

（1）从图1中可知，影响光合速率的因素有CO₂浓度、O₂浓度、植物种类．如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的0₂体积浓度环境，一段时间后，小麦幼苗先死亡．
（2）图2中的A点表示在该温度时光合速率等于呼吸速率，图2中测得该植物光合速率最大值为（用单位时间内CO₂的总吸收量表示）8mg/单位面积•h，当温度达到55℃ 时，该植物不再进行光合作用．
（3）如图2所示小麦在30℃条件下光照12小时，20℃条件下黑暗8小时，有机物（葡萄糖）的积累量为30mg．
（4）图3中在生物膜上发生的生理过程有3和4（用图中数字表示），A表示丙酮酸，D表示ATP和还原氢．写出有氧呼吸反应式C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，横轴表示CO₂浓度，随着CO₂浓度的增加，植物的光合作用先增加后达到饱和点；同时曲线中还看出，高粱的光合速率高于小麦；小麦在不同氧气浓度下，光合速率也有不同．
图2中，虚线一直在横坐标以下，表示CO₂的产生量，因此虚线为呼吸速率随温度变化的情况曲线；而实线超过40℃之后表现出释放二氧化碳，因此实线表示表观光合作用随温度变化的情况曲线．
图3表示光合作用与呼吸作用的过程图解．回顾相关过程，认真分析图中字母和数字的含义即可作答．

解答 解：（1）图1中，横轴表示CO₂浓度，随着CO₂浓度的增加，植物的光合作用先增加后达到饱和点；同时曲线中还看出，高粱的光合速率高于小麦；小麦在不同氧气浓度下，光合速率也有不同，因此影响光合速率的因素有CO₂浓度、O₂浓度、植物种类．如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O₂体积浓度环境，由于高粱的光合速率比小麦高得多，且高粱能利用低浓度的CO₂进行光合作用，而小麦不能，所以小麦因不能合成有机物供自身生命活动利用而死亡．
（2）图2中很明显可以看出虚线一直在横坐标以下，全部为CO₂的产生量，所以虚线表示呼吸速率随温度变化的情况曲线，另一条实线为表观光合作用随温度变化的情况曲线．因此图中A点表示表观光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率．由于题中提出“在最适宜的光照强度”，此时若增强光照，呼吸作用不变，而光合速率可能不变，也可能下降，因此A点将不动或左移．光合作用最强的是30℃时，这时外界吸收CO₂为5mg/单位面积•h，自身呼吸作用产生约为3mg/单位面积•h，所以该植物光合速率最大值为8mg/单位面积•h．当温度为55℃时，两条曲线相交，说明表观光合速率等于呼吸速率，即此时光合作用不进行．
（3）图2小麦在30℃条件下，表观光合速率为5mg/单位面积•h，20℃条件下的呼吸速率为2mg/单位面积•h，因此光照12小时、黑暗8小时，二氧化碳的净吸收量=5×12-2×8=44mg，则葡萄糖的积累量=44×180÷264=30mg．
（4）据图3分析，3表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜，4表示光合作用的光反应阶段，发生在叶绿体的类囊体薄膜．A表示丙酮酸，D表示ATP和还原氢．有氧呼吸的反应式为：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量
故答案为：
（1）CO₂浓度、O₂浓度、植物种类    小麦
（2）在该温度时光合速率等于呼吸速率        8       55℃
（3）30mg
（4）3和4   丙酮酸   ATP和还原氢   C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量

点评 本题以曲线图为载体，考查了影响光合作用和呼吸作用的因素以及与光合作用和呼吸作用有关的计算，要求考生具有一定的识图分析能力和数据处理能力；考生在分析图2时，确定实现为表观光合速率，而表观光合速率=真光合速率-呼吸速率；在审题时注意，题中提出图2为最适宜条件，因此改变条件可能会使光合速率下降．