Question

18．人参是多年生草本植物，喜阴凉，生长于以红松为主的针阔混交林或落叶阔叶林下．当阳光穿过森林中的空隙时形成“光斑”，如图是一株生长旺盛的人参在“光斑”照射前后光合作用吸收CO₂ （实线）和释放O₂ （虚线）气体量的变化曲线，据此分析：

（1）“光斑”开始前，人参叶片细胞积累葡萄糖的速率为0.1μmol/（m²•s）．光斑照射开始后，光反应（光反应、暗反应）迅速增加，光斑照射后O₂释放曲线的变化说明可能是ADP、NADP⁺（ATP、ADP、NADPH、NADP⁺）对光反应有限制作用．
（2）第40s后，“光斑”移开，但CO₂吸收速率曲线持续到第60s才下降成水平状态，是因为细胞中积累有一定量的[H]和ATP．
（3）图中区域I为图形abcd，区域Ⅱ为图形ade，区域Ⅲ为图形def，现巳知Ⅰ+Ⅱ的面积为84，则图形Ⅱ+Ⅲ的面积为84．
（4）图中“光斑”开始前和“光斑”移开后的时间段内，CO₂产生的场所是线粒体基质．

Answer 1

分析 影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等．
图中光斑开始后，光合速率增强，因此光反应中水光解增多，导致产生的氧气增多；由于光反应产生的[H]和ATP增多，促进暗反应，因此暗反应中二氧化碳固定增强，使二氧化碳吸收量增多．但是光斑离开后，光合作用又减弱．

解答 解：（1）“光斑”开始前，曲线中氧气的释放速率为0.6，由于光合作用过程中产生的氧气：生成的葡萄糖=6：1，因此人参叶片细胞积累葡萄糖的速率为0.1μmol/m²•s．光斑照射开始后，光反应迅速增加，导致氧气的释放量增加；由于光反应产生ATP和[H]的过程中需要消耗ADP、NADP⁺，由于ADP和NADP⁺两种物质是有限的，光斑照射后O₂释放上升到一定程度后有所下降．
（2）20s到40s之间，氧气的释放多于二氧化碳的吸收，说明水的光解比二氧化碳固定量多，细胞中积累有一定量的[H]和ATP，因此第40S后，“光斑”移开，但CO₂吸收速率曲线持续到第60S才下降成水平状态．
（3）图中区域Ⅰ为图形abcd，区域Ⅱ为图形ade，区域Ⅲ为图形def．由于光合作用过程中，吸收的二氧化碳总量等于释放的氧气量，因此Ⅰ+Ⅱ的面积为84，则图形Ⅱ+Ⅲ的面积也为84．
（4）光合作用吸收二氧化碳，有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，因此图中“光斑”开始前和“光斑”移开后的时间段内，CO₂产生的场所是线粒体基质．
故答案为：
（1）0.1     光反应     ADP、NADP⁺
（2）细胞中积累有一定量的[H]和ATP 
（3）84
（4）线粒体基质

点评 本题考查植物细胞呼吸作用和光合作用的相关知识，意在考查学生对光合作用原理和呼吸作用原理的理解，掌握环境因素对光合作用过程的影响．