Question

13．在一定浓度的CO₂和适当温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度与光照强度的关系（如图一），细胞呼吸与环境中O₂浓度关系（如图二）．请据图回答下列问题：

（1）图一中，b点所示条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质、线粒体、叶绿体；c点时叶绿体中ADP的移动方向是叶绿体基质→类囊体薄膜；由图一可知，在连续光照条件下，光照强度大于
2klx时，植物才会表现出生长现象．在相同温度下，将该植物的叶片置于8klx光照下10小时，然后移到黑暗处14小时，则该24小时内每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为180mg．
（2）图二中细胞呼吸的有关曲线需在什么条件下测得？黑暗（或无光、遮光）；当O₂浓度为5%时，细胞呼吸的方式为无氧呼吸和有氧呼吸；若图一中a点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（3）图三表示研究人员测定的该植物在密闭恒温玻璃温室内连续48h温室内CO₂浓度及CO₂吸收速率曲线（整个过程呼吸作用强度恒定）．该植物呼吸速率与光合速率相等的时间点是6、18、30、42时．

Answer 1

分析 据图分析：图一表示在一定浓度的CO₂和适当温度条件下，测定番茄叶片在不同光照条件下的光合作用速度与光照强度的关系．a点时，光合强度为0，此时植物细胞只进行呼吸作用；ab段，呼吸作用强度大于光合作用强度；b点时，呼吸作用强度等于光合作用强度；b点之后，呼吸作用强度小于光合作用强度．
图二表示细胞呼吸与环境中O₂浓度关系．实线表示有氧呼吸强度与环境中O₂浓度关系，虚线表示总的细胞呼吸强度与环境中O₂浓度关系．
分析图三：图三表示该植物在密闭恒温玻璃温室内连续48h温室内CO₂浓度及CO₂吸收速率曲线．

解答 解：（1）b点时，光合作用强度等于呼吸作用强度，植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位有叶绿体、线粒体和细胞质基质；c点为光饱和点，ADP参与光反应中ATP的合成，ATP在光反应阶段合成，故在叶绿体中的移动方向为叶绿体基质→类囊体薄膜；光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物才会积累，植物表现出生长现象，该曲线中光照强度大于2klx时，植物的光合作用强度才会大于呼吸作用强度，才能表现出生长现象；分析题图可知，8klx光照下，植物净光合作用的强度是12mg/h，实际光合作用的强度是12+6=18mg/h，因此，植物一天中只有10小时光照，因此每100cm²叶片的光合作用所消耗的CO₂的量为18×10=180mg．
（2）由于光合作用也能吸收和释放气体，因此图二中细胞呼吸的有关曲线需在黑暗条件下测得；由图二可知，当O₂浓度为5%时，总的呼吸强度大于有氧呼吸强度，因此细胞呼吸的方式为无氧呼吸和有氧呼吸；由图二可知，氧气浓度达到15%时细胞呼吸速率达到最大值，若图一中a点是在氧气充足条件下测得的，则氧气浓度应大于15%．
（3）由图三分析可知，光合作用与呼吸作用相等的点是室内CO₂浓度曲线的拐点，也即植物CO₂吸收速率曲线中与横坐标相交的点，图中共有4个，分别是6h、18h、30h、42h，
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体  叶绿体基质→类囊体薄膜    2   180
（2）黑暗（或无光、遮光）     无氧呼吸和有氧呼吸     15
（3）6、18、30、42时

点评 本题考查影响光合作用速率的环境因素、细胞呼吸，意在考查学生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．