Question

3．将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别研究光合作用中CO₂的吸收量（图A）和呼吸作用中CO₂的释放量（图B）．在一定实验条件下，测得某植物的光合作用如图（一）所示，细胞呼吸如图（二）所示，据图回答：
（1）在光照强度为8klx（千勒克斯）、温度为15℃的条件下，离体叶绿体的光合作用强度是4μg/h/10g，在30℃条件下的叶肉细胞既不吸收CO₂、也不释放CO₂，此时的光照强度应为1500勒克斯．
（2）假定离体叶绿体和线粒体的生理活性没有改变．在温度为30℃、光照强度为8klx条件下照光10h后，再转移到温度为30℃的黑暗处，此10g叶肉细胞24h能积累葡萄糖30μg．若其他条件相同，而黑暗条件下的温度为15℃，则能积累葡萄糖37.2μg．比较上述计算结果，说明昼夜温差较大的情况下，有利于植物体内有机物的积累．
（3）影响图（一）中a曲线P点上下移动的主要外界因素是温度；如果P点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（4）若此植物为阴生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阳生植物，则图（一）中a曲线的L点将向右上方移动．
（5）图（二）中该器官CO₂的释放量与O₂的吸收量两条曲线在Q点相交后则重合为一条曲线，此时该器官的呼吸作用方式是有氧呼吸．
（6）当外界氧浓度为4～5%时，该器官CO₂释放量的相对值大约为0.4，而O₂吸收量的相对值大约为0.1．此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的9倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的0.47倍．（假设无氧呼吸产生酒精释放的能量值及分配情况与无氧呼吸产生乳酸是相同的，精确到小数点后两位）

Answer 1

分析 解答本题应掌握：影响光合作用的环境因素有光照强度、温度及二氧化碳浓度；影响有氧呼吸的环境因素有氧浓度、温度等；图A和图1表示二氧化碳的吸收量随光照强度的影响的变化，图B表示二氧化碳的吸收量随光照强度的变化，图二表示气体交换相对值随氧浓度的变化曲线，据此分析解答．

解答 解：（1）据图A可知，在光照强度为8klx（千勒克斯）、温度为15℃的条件下，离体叶绿体的光合作用强度是4μg/h/10g．据图B可知在30℃条件下的叶肉细胞的呼吸速率为1.5μg/h/10g，若30℃条件下的叶肉细胞既不吸收CO₂、也不释放CO₂，则图A中的光合速率为1.5μg/h/10g，此时的光照强度应为1500勒克斯．
（2）据图分析：在叶绿体和线粒体离体的条件下图1A表示在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量为8×10=80μg，再移到温度也为30℃的暗处细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×24=36μg，则净光合作用吸收的二氧化碳为80-36=44μg，根据光合作用的反应方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出积累的葡萄糖是180×44÷（6×44）=30μg；如果将黑暗条件下的温度调整为平均为15℃，则细胞呼吸消耗的二氧化碳为1.5×10+0.75×14=25.5μg，净光合作用吸收的二氧化碳为80-25.5=54.5μg，根据光合作用的反应方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出积累的葡萄糖是180×44÷（6×54.5）=37.2μg．比较上述计算结果，说明昼夜温差较大的情况下，有利于植物体内有机物的积累．
（3）图一中P点时，无光照，此时植物无法进行光合作用，只进行呼吸作用，此时影响呼吸作用进行的因素主要是温度；P点是在氧气充足条件下测得的，呼吸作用达到最大，氧气浓度应大于15%．
（4）阳生植物的光饱和点大于阴生植物，因此若此植物为阴生植物，在实验条件不变的情况下，改为生长状况相同的阳生植物，阳生植物更适宜在强光下生活，故图（一）中a曲线的L点向右上移动．
（5）图二中该器官二氧化碳的释放量与氧气的吸收量两条曲线在Q点相交，表示呼吸作用消耗的氧气等于释放的二氧化碳，说明此时只进行有氧呼吸．
（6）当外界氧浓度为4～5%时，氧气的吸收量的相对值大约为0.1，二氧化碳的释放量的相对值大约为0.4，可推出有氧呼吸释放的二氧化碳的相对值大约为0.1，无氧呼吸释放的二氧化碳的相对值大约为0.3，由此可以计算出有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约为0.016，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约为0.15．因此无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值相当于有氧呼吸的9倍．一摩尔葡萄糖无氧呼吸产生的能量是200kJ左右，其中都有61.08kJ的能量转移到ATP中，其余的以热能形式散失了．一摩尔葡萄糖有氧呼吸产生的能量是2870kJ，其中都有1161kJ转移到ATP中，其余的以热能形式散失了．因此无氧呼吸产生ATP的能量约相当于有氧呼吸的61.08×0.15÷（1161×0.016）=0.47倍．
故答案为：
（1）4 1500
（2）30 37.2 昼夜温差较大的情况下，有利于植物体内有机物的积累
（3）温度  15
（4）右上
（4）有氧呼吸
（5）9 0.47

点评 本题综合考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力．