Question

15．原产于南美洲的水蕴草是多年生的草本沉水植物，在亚洲地区繁殖已经成为池塘中常见的野草．如图丙表示该植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换，图丁表示光强度与光合速率的关系．请回答：
（1）图丙中光反应发生在[a]类囊体薄膜中
（2）如图甲所示，如果适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内放出的气泡数量增加．（填“增加”、“减少”或“不变”）
（3）水蕴草的叶肉细胞处于图丙状态时，对应图丁曲线中B点以后．
（4）图丁中限制A～C段光合速率的主要因素是光照强度．
（5）将水蕴草放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO₂的吸收量与释放量为指标．实验结果如表所示：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗下释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

①在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是25℃，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率是6.5mg/h．（用CO₂吸收量表示）
②每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，该植物能（填“能”或“不能”）生长．
（6）如图戊为探究植物光合作用速率的装置．实验开始时，针筒的读数是0.2mL，水滴位置在X．恒温30分钟后，将针筒容量调至0.6mL，水滴位置恢复到X．若以氧气释放量来表示光合作用速率，则该植物的光合作用速率是0.8mL/h，该数值比实际的光合作用速率低，原因是植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气．

Answer 1

分析 据图分析：图丙中，a表示叶绿体类囊体薄膜，是光合作用光反应的场所；b表示叶绿体基质，是暗反应的场所；c表示线粒体，是有氧呼吸的主要场所．图中看出叶绿体除了吸收线粒体产生的二氧化碳，还从环境中吸收了二氧化碳，表示此时光合作用大于呼吸作用．
图丁中，A点无光照，只进行呼吸作用；B点为光补偿点，此时光合作用等于呼吸作用；C点光饱和点，此时光照不是限制因素，二氧化碳浓度、温度等为限制因素．

解答 解：（1）图丙中光反应发生在叶绿体中的基粒a的类囊体薄膜上．
（2）对于图甲实验当适当缩短光源与实验装置的距离（假设温度不变），相当于光照强度增强，光合作用增强，因此则单位时间内水蕴草放出的气泡数量会增加．
（3）图丙中的叶肉细胞有二氧化碳的净吸收和氧气的净释放，说明光合作用大于呼吸作用，对应图丁曲线中光补偿点B点之后．
（4）图丁中A～C段曲线处于上升阶段，免疫达到光饱和点，此时限制光合速率的主要因素是自变量光照强度．
（5）①在昼夜不停的光照下，净光合速率最大时的稳定就是该植物生长的最适宜温度，表中数据说明25℃即为最适温度．在35℃光照下植物吸收的CO₂为3.00，而在黑暗中释放的CO₂为3.50，该植物每小时实际光合作用速率为呼吸速率+净光合作用速率=3.00+3.50=6.50（mg/h）．
②有机物积累量=光照下积累的有机物量-黑暗下消耗的有机物量，故每天光照12小时，黑暗12小时，温度保持在30℃的条件下，3.53×12-3.00×12＞0，所以该温度下能够正常生长．
（6）光照条件下，由于光合作用吸收的CO₂由缓冲液补充，同时释放出O₂导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内O₂气体容量的增加就代表表观光合速率的大小．由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．与实际光合速率相比，由于植物细胞呼吸要消耗一部分氧气，故测得的光合速率偏低．
故答案为：
（1）[a]类囊体薄膜    
（2）增加　
（3）B点以后
（4）光照强度  
（5）①25℃6.5 mg/h　②能
（6）0.8　   植物同时进行细胞呼吸，消耗了氧气

点评 本题难度适中，考查了光合作用产生有机物和呼吸作用消耗有机物的关系，要求考生具有较强的分析表格的能力．在读表时，确定第一行值为净光合速率，第二行值为呼吸速率，并且一天中有机物的积累量=白天净光合作用量-夜间呼吸消耗量．