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吸收量（图A）和呼吸作用中CO₂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，据图回答问题

（1）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下照光10h再转入暗处，温度也为30℃，这10g叶肉细胞24h能积累葡萄糖30ug．若其它条件相同，黑暗条件下的温度为15℃，则能积累的葡萄糖是37.2ug．
（2）影响图（一）中a曲线P点上下移动的主要外界因素温度是；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%，此时细胞呼吸总反应式C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（3）图（一）中，当光照强度为1klx时，对该植物所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO₂量大于（填“大于”“等于”或“小于”）细胞呼吸产生的CO₂量．图（二）中细胞呼吸的有关曲线需在黑暗条件下测得．
（4）当外界氧浓度为4%～5%时，该器官二氧化碳释放量的相对值大约为0.4，而氧气吸收量的相对值大约为0.1，则无氧呼吸消耗葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的9倍．
（5）绘制下列有关曲线图：
①图（一）中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量（mol/h）表示，请在图（一）中绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线．
②在图（二）中绘无氧呼吸CO₂的释放量与O₂ 浓度的关系．
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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．
（2）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%，此时细胞呼吸总反应式为：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（3）当光照强度为1klx时，净光合速率=0，即所有细胞的呼吸速率=所有能进行光合作用的细胞的光合速率，而能进行光合作用的细胞只是一部分细胞，故对所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO₂量大于细胞呼吸产生的CO₂量．图（二）中细胞呼吸的有关曲线需在黑暗条件下测得，避免光照时进行光合作用导致结果不准确，
（4）设外界氧的浓度为4%～5%时，无氧呼吸消耗葡萄糖为X，有氧呼吸消耗的葡萄糖为Y，由题意可得关系式：①2X+6Y=0.4，6Y=0.1，解得：X：Y=9．
（5）①图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为用O₂的释放量（mol/h）表示，则光合作用强度与光照强度的关系曲线与图示曲线呈轴对称，如下图．
②随着氧气浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，因此释放的CO₂量逐渐减少，当氧气浓度为10%时，无氧呼吸消失，植物只进行有氧呼吸，因此无氧呼吸释放CO₂量与O₂浓度的关系图如下：
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故答案为：
（1）30     37.2
（2）温度        15      C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（3）大于     黑暗
（4）9
（5）

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．