Question

13．将一小株绿色植物放入一个三角瓶中，如图1所示，在瓶内放置一个测定C0₂浓度的传感器，将瓶口用橡胶塞塞上，传感器的另一端与计算机连接，以监测一段时间瓶内 C0₂浓度的变化，测得系统的呼吸速率和实际光合速率变化曲线如图2所示．图3所示为25℃时，a、b两种植物C0₂吸收量随光照强度的变化曲线．据图回答下列问题：

（1）图1中，将¹⁸O₂放入该三角瓶中，放射性元素能（能或不能）出现在植物呼吸作用产生的CO₂中，测定该植物的光合速率可以二氧化碳的吸收量、氧气的释放量或有机物的生成量等为指标．
（2）图2中，如果在密闭容器中充满N₂与CO₂，9～10h间，光合速率迅速下降，推测最可能发生变化的环境因素是光照；10h时不再产生ATP的细胞器是叶绿体；若此环境因素维持不变，容器内的O₂含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞器即线粒体停止ATP的合成，细胞质基质成为ATP合成的唯一场所．
（3）图3中，对于b植物，假如白天和黑夜各12小时，平均光照强度在Xklx以上植物才能生长．对于a植物，光合作用和呼吸作用最适温度为25℃和30℃．若使温度提高到30℃（其他条件不变），图中P、M点移动方向为：P右移，M左下移（左或下移）．

Answer 1

分析 ¹⁸O₂放入该三角瓶中，进行有氧呼吸，将在第三阶段 24[H]+6¹⁸O₂酶→线粒体内膜=12H₂¹⁸O+能量（34ATP），产生水，由于水也是细胞呼吸的原料，在有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应，产生C¹⁸O₂，水中的氧形成二氧化碳．
本实验以CO₂浓度的变化为指标测定植物的光合作用和细胞呼吸强度，根据12H₂O+6CO₂$→_{叶绿体}^{光}$C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂+6H₂O，除此之外还可以氧气释放量、有机物生成量等为指标测定植物的光合速率．

解答 解：（1）¹⁸O₂放入该三角瓶中，参与有氧呼吸第三阶段并产生水，由于水也是细胞呼吸的原料，在有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应产生CO₂，水中的氧进入二氧化碳，因此放射性元素能出现在植物呼吸作用产生的CO₂中．本实验以CO₂浓度的变化为指标测定植物的光合作用和细胞呼吸强度，除此之外还可以氧气释放量、有机物生成量等为指标测定植物的光合速率．    
（2）9～10h间，光合速率迅速下降，而呼吸速率基本不变，推知此时变化的条件必然只影响光合速率，不影响呼吸速率，是光照强度．植物细胞中能产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，其中叶绿体在有光条件下，光反应过程中产生，线粒体需在有氧条件下产生，细胞质基质是有氧呼吸无氧呼吸共同的场所，有氧无氧都能产生．
（3）由图3可知植物的呼吸速率是1，在光照强度大于X时植物的净光合速率为1，白天和黑夜各12小时，平均光照强度大于X就会有有机物的积累．P点时光饱和点，此时呼吸作用=光合作用速率，温度升高光合作用下降，呼吸作用增强，P将会右移；M为光饱和点，由于光合作用下降，所以M会向左再下移．
故答案为：
（1）能　二氧化碳的吸收量、氧气的释放量或有机物的生成量等（答出一点即给分2分）
（2）光照　叶绿体　线粒体　细胞质基质
（3）X　右移　左下移（左或下移）

点评 本题以实验为背景，以坐标曲线为载体，考查光合作用和细胞呼吸强度的测量方法及两者的综合计算，属于考纲综合运用层次．