Question

4．红外线CO₂分析仪可用于测定混合气体中CO₂的浓度及其变化量．将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给予适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用效率．图1为光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况．图2是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图．其中a、b表示物质，①～④表示生理过程．请分析回答：

（1）图1中光合作用速率最大的是E点．
（2）图2中各种生物（除病毒外）都能进行的过程是③（填序号）．
（3）将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH值和温度时，给予不同条件，细胞悬浮液中溶解氧浓度变化如图3所示．请分析回答：
①在图中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加后不再增加而稳定，原因是水中的二氧化碳减少，光合作用只能由绿藻细胞呼吸作用提供二氧化碳．
②在图中丙处添加CO₂，短时间内细胞中C₃和C₅的含量变化是C₅的数量减少，C₃的数量增多．
③若在图中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的e．

Answer 1

分析 分析题图甲可知：纵轴表示光合作用的增长率，随二氧化碳浓度升高，光合作用增长率升高，CD对应的光合作用的增长率最大，超过D点对应的二氧化碳浓度，光合作用增长率减小，但是光合作用的速率仍然处于增长状态，当达到E点时光合作用的增长率减小至0，光合速率不再增长，此时光合速率最大；
分析题图乙可知：①是光反应阶段，进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜，②是暗反应阶段，反应场所是叶绿体基质，③细胞呼吸的第一阶段，反应场所是细胞质基质，④是有氧呼吸的第二、第三阶段，反应场所是线粒体；净光合速率=真光合速率-呼吸速率；
分析图丙可知：光照之前只进行呼吸作用，只需根据氧气吸收的总量比时间即可计算出呼吸速率．光照影响光合作用的光反应过程，它能促进ATP的生成和水的光解．在丙处添加CO₂时，要考虑到二氧化碳影响的是光合作用的暗反应中的二氧化碳的固定．丁点以后，若曲线不变，则表示光合作用等于呼吸作用强度；若曲线上升，则表示光合作用大于呼吸作用强度；如果曲线下降，则表示光合作用小于呼吸作用或只进行呼吸作用．

解答 解：（1）分析题图甲可知，CD对应坐标纵轴的数值最大，即光合作用增长率最大；E点是植物光合作用速率最大的点，即达到光饱和点．
（2）图2中各种生物（除病毒外）都能进行的过程细胞呼吸的第一阶段，即过程③．
（3）①在乙处给予光照时，此时光合作用的光反应增强，氧气释放增加，但随着光合作用的进行水中的二氧化碳越来越少，光合作用只能由绿藻细胞呼吸作用提供二氧化碳，所以溶解氧浓度稍有增加后不再增加而稳定．
②在丙处添加CO₂时，会促进暗反应的二氧化碳的固定，从而导致C₅的数量减少，而C₃的数量增多．
③若在丁处加入光反应抑制剂，此时绿藻细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，又恢复到0～4分时的状态，并且呼吸速率不变，因此e可以表示溶解氧变化的曲线．
故答案为：
（1）E
（2）③
（3）①水中的二氧化碳减少，光合作用只能由绿藻细胞呼吸作用提供二氧化碳
②C₅的数量减少，C₃的数量增多
③e

点评 本题难度适中，属于考纲中理解层次的要求，着重考查了光合作用与呼吸作用的过程及环境因素影响光合作用的呼吸作用的强度的相关知识，解答本题分析图解中曲线变化趋势及转折点变化的原因，在计算时能熟练运用真光合速率=净光合速率+呼吸速率．