Question

4．其生物研究小俎在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物CO₂吸收速率，得到如图所示的曲线（整个过程呼吸作用强度恒定），请回答下列相关问题：

（1）试验期间，每时刻叶肉细胞产生ATP的共有场所是细胞质基质、叶绿体，6h叶肉细胞内CO₂的移动方向是线粒体→叶绿体．
（2）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，叶绿体无O₂生成的时间总共有12小时．（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h时，前24小时比后24小时的平均光照强度弱．实验进行48小时内后植物体是（是╱否）有有机物的积累．
（4）如果用相同强度绿光进行实验，c点的位置将上移（填“上移”、“下移”或“不变”），判断理由是绿光吸收少，光合作用少．
（5）处于6h时一个叶肉细胞的光合速率等于（填大于、等于或小于）呼吸速率．
（6）写出植物有氧呼吸的反应式C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量．

Answer 1

分析 据图分析：图中的CO₂吸收速率为可表示该植物的净光合速率，室内CO₂浓度变化可表示该植物有机物的积累量．从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO₂，其呼吸产生的CO₂正好供应给光合作用，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．图中的CO₂吸收速率为净光合速率，当CO₂吸收速率大于0时就有有机物的积累，因此图中6～18h、30～42h均有有机物的积累．

解答 解：（1）试验期间，光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，所以产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．6h时光合作用与呼吸作用强度相等，线粒体释放的二氧化碳正好被叶绿体吸收利用，此时二氧化碳的移动方向是由线粒体移向叶绿体．
（2）图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合作用相等．根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在6、18、30、42时．曲线中，二氧化碳吸收速率不变时只进行呼吸作用，因此这些时期叶绿体没有氧气产生，对应时间点为0～3、21～27、45～48，共12小时．
（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是植物CO₂吸收速率曲线的最高点，即36 h时，由温室内CO₂浓度曲线及植物CO₂吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO₂浓度变化及CO₂吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．曲线中a点和c点比较，c点时室内的二氧化碳浓度降低，说明该二氧化碳用于光合作用合成有机物，表明此段时间内有有机物的积累．
（4）植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO₂将减少，所以c点上移．
（6）植物有氧呼吸的反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量．
故答案为：
（1）细胞质基质、叶绿体      线粒体→叶绿体
（2）4       12
（3）36     弱    是
（4）上移    绿光吸收少，光合作用少
（5）等于
（6）C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量

点评 本题考查光合作用的过程、影响光合作用速率的环境因素等，解答时能通过温度能影响酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用强度，再来考虑图中的对应点的移动方向，要求考生具有一定的分析、推理和判断的能力．