Question

12．图1表示绿色植物叶肉细胞中发生的两种物质代谢过程，图中C₃代表含有3个碳原子的有机化合物；图2是研究叶肉细胞中上述两种代谢过程的实验装置．图3表示该植物两昼夜吸收或释放的CO₂变化，S₁-S₅表示曲线与X轴围成的面积．请据图回答下列问题．

（1）图1中过程①③分别发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体基质中，若用图2所示的装置研究③④过时，刻度毛细管内水柱移动的距离表示叶肉细胞光合作用释放的氧气量．
（2）若用图2装置测定叶片的呼吸速率，则需对装置做两处改进：①关闭电源（或黑暗条件下）；②溶液换为适宜浓度的NaOH溶液．
（3）图3中第二天中午Ⅰ点（填字母）积累的有机物最多．
（4）图3中S₂明显小于S₄，造成这种情况的外界因素是光照强度或温度．如果S₁+S₃+S₅＞S₂+S₄，则该植物在这两昼夜内不能（填“能”或“不能”）生长．
（5）将该植物放在常温下暗处理2h，质量减少2mg，再用适当光照射2h，测其质量比暗处理前增加6mg，则该植物的实际光合速率是5mg/h．

Answer 1

分析 分析图1：①是有氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中；②是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质；③和④是光合作用暗反应阶段，发生在叶绿体基质中，其中③是C₃的还原过程、④是CO₂的固定过程．
分析图2：研究叶肉细胞中呼吸作用和光合作用的装置图．研究有氧呼吸过程时，刻度毛细管液滴移动的距离则表示细胞呼吸消耗O₂的量；研究光合作用时，刻度毛细管中的液滴移动的距离表示叶肉细胞光合作用释放O₂的量．
分析图3，图，表示夏季连续两昼夜内，某野外植物CO₂净吸收量和净释放量的变化曲线图．在一昼夜中，夜晚由于缺少光照，故植物体无法进行光合作用，从外界吸收O₂进行呼吸作用，释放出CO₂，随着时间流逝，光照强度不断增加，光合作用强度强度也增强，直到B点，CO₂释放量和吸收量为0，说明光合作用消耗的CO₂量与呼吸作用释放的CO₂量相等，光合强度=呼吸强度，随着光照强度的不断增加，光合作用强度进行增强，植物体开始从外界吸收CO₂，光合强度大于呼吸强度，到下午光照强度减弱，植物光合作用强度也逐渐下降．

解答 解：（1）过程①是有氧呼吸的第一阶段，发生在叶肉细胞的细胞质基质中；③表示光合作用的暗反应阶段，发生在叶绿体基质中．用图2所示的装置研究光合作用③④
过程时，刻度毛细管内水柱移动的距离表示叶肉细胞光合作用释放的氧气量．
（2））①②过程属于有氧呼吸，用图2所示的装置研究有氧呼吸，应关闭光源，消除光合作用对有氧呼吸产生的影响，同时应将CO₂缓冲液换为适宜浓度的NaOH溶液，吸收有氧呼吸产生的二氧化碳．
（3）I点表示此刻该植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同．I点之后光合作用逐渐减弱，直到停止．因此第二天中Ⅰ点积累的有机物最多．
（4）据图分析可知，图3中S₂明显小于S₄，造成这种情况的外界因素是光照强度和温度．如果S₁+S₃+S₅＞S₂+S₄，表示植物夜间消耗的有机物大于白天积累的有机物，因此该植物在这两昼夜内不能生长．
（5）暗处理2h，重量减少2mg，呼吸速率为1 mg/h．再用适当光照射2 h，测其重量比暗处理前增加6 mg，则比暗处理后增加6+2=8 mg，故净光合速率为4 mg/h，实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=4+1=5mg/h．
故答案为：
（1）细胞质基质和叶绿体基质      叶肉细胞光合作用释放的氧气量
（2）关闭电源（或黑暗条件下）      溶液换为适宜浓度的NaOH溶液
（3）Ⅰ
（4）光照强度或温度       不能       
（5）5

点评 本题结合过程图，考查呼吸作用和光合作用的相关知识及探究实验，意在考查考生的识记能力和识图能力；理解所学知识要点，把握知识间联系的能力；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理．