Question

10．回答下列问题
选取生长状况相似的A、B两种植物，将每一片对称叶一半曝光另一半遮光，并阻断叶片中有机物的运输，分别置于不同光照强度下（室温 25℃，其他培养条件相同且适宜），1h后在A、B植物曝光和遮光部位用打孔器各取、100cm²的叶圆片，分别称量干重，得到相关数据：
①与实验前比较，A植物遮光部分干重减少0.5g，B植物遮光部分干重减少0.7g；
②曝光部分和遮光部分干重的差值如下：

光照强度（lx）	0	500	1000	1500	2000	2500	3000
A植物的干重差（g）	0	0.5	0.8	1.3	1.5	1.5	1.5
B植物的干重差（g）	0	0.6	1.0	1.4	2.1	2.3	2.3

请分析回答：
（1）光照强度为500lx时，A植物曝光部分的总光合速率是0.5g•100cm^-2•h^-1．此时，叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体．
（2）光照强度为1500lx时，A、B两植物曝光部分有机物净积累量较高的是A植物．
（3）光照强度为2500lx时，限制B植物光合作用速率的主要环境因素是温度．若将室温升高到30℃，发现B植物遮光部分干重的减少量增加，说明B植物细胞呼吸酶的最适温度大于（填“大于”、“等于”或“小于”）25℃．
（4）根据上述实验数据，在图1中画出光照强度对A植物曝光部分净光合速率影响的曲线．

（5）近年来冬季北方大部出现严重雾霾天气，对植物光合作用产生了明显影响，某兴趣小组假设雾霾中植物光合作用的下降的原因有两种可能：一是雾霾中的污染颗粒导致光照强度下降，影响了光合作用的光反应阶段；二是污染颗粒堵塞了气孔使CO₂的吸收减少，影响了光合作用的暗反应阶段．
该兴趣小组设计如下装置进行实验（图2）：实验目的：探究雾霾中植物光合作用的下降的原因；该实验的自变量是装置内空气的种类（空气中是否有雾霾颗粒等）．请将实验原理补充完整：在其他环境条件相同的条件下，分别测量叶肉细胞中三碳化合物（C₃）的含量作为检测指标，若雾霾只影响光反应阶段，则C₃含量上升，若只影响暗反应阶段，则C₃含量下降；
若实验结果是两组三碳化合物含量无显著差异，说明雾霾对光反应和暗反应均有影响．

Answer 1

分析 1、植物遮光部分干重减少量为呼吸作用消耗有机物量．植物曝光部分和遮光部分干重的差值=植物原干重量+（曝光部分的总光合速率-呼吸速率）-（植物原干重量-呼吸速率）．
2、雾霾中植物光合作用的下降的原因解释有两种可能：一是光反应阶段需要光照才可以进行，如果雾霾中的污染颗粒导致光照强度下降，影响了光合作用的光反应阶段；二是CO₂是进行暗反应的原料，污染颗粒堵塞了气孔使CO₂的吸收减少，影响了光合作用的暗反应阶段．

解答 解：（1）A植物遮光部分干重减少0.5g，说明呼吸作用消耗有机物为0.5g．根据表格中数值发现：光照强度为500lx时，A植物曝光部分和遮光部分干重的差值=A植物原干重量+（曝光部分的总光合速率-呼吸速率）-（A植物原干重量-呼吸速率）=0.5，即：曝光部分的总光合速率=0.5+呼吸速率-呼吸速率=0.5+0.5-0.5=0.5g•100cm^-2•h^-1．此时，叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用的光反应阶段可产生ATP，有氧呼吸三个阶段都可产生ATP，即产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体．
（2）根据题（1）分析可知：光照强度为1500lx时，A植物曝光部分有机物净积累量=1.3-0.5=0.8g•100cm^-2•h^-1，B植物曝光部分有机物净积累量=1.4-0.7=0.7g•100cm^-2•h^-1，可推知：A、B两植物曝光部分有机物净积累量较高的是A植物．
（3）根据表格中数据发现，光照强度为2500lx后，再增加光照强度，B植物的干重差也不会发生改变，说明光照强度不是限制因素．除温度外，其他培养条件相同且适宜，所以限制B植物光合作用速率的主要环境因素是温度．若将室温升高到30℃，发现B植物遮光部分干重的减少量增加，说明呼吸速率增强，即B植物细胞呼吸酶的活性增强，即呼吸酶的最适温度大于25℃．
（4）根据题（2）分析可知：光照强度为0lx时，A植物曝光部分净光合速率=0-0.5=-0.5g•100cm^-2•h^-1；光照强度为500lx时，A植物曝光部分净光合速率=0.5-0.5=0g•100cm^-2•h^-1；光照强度为1000lx时，A植物曝光部分净光合速率=0.8-0.5=0.3g•100cm^-2•h^-1；光照强度为1500lx时，A植物曝光部分净光合速率=1.3-0.5=0.8g•100cm^-2•h^-1；光照强度为2000lx时，A植物曝光部分净光合速率=1.5-0.5=1.0g•100cm^-2•h^-1；光照强度为2500lx时，A植物曝光部分净光合速率=1.5-0.5=1.0g•100cm^-2•h^-1；光照强度为3000lx时，A植物曝光部分净光合速率=1.5-0.5=1.0g•100cm^-2•h^-1；在图1中可画出光照强度对A植物曝光部分净光合速率影响的曲线如下：

（5）本实验目的是探究雾霾中植物光合作用的下降的原因．对照图2装置可以发现：装置内空气种类（空气中是否有雾霾颗粒）不同，可判断为该实验的自变量．在其他环境条件相同的条件下，若雾霾只影响光反应阶段，C₃含量上升；若只影响暗反应阶段，C₃含量下降，因此测量叶肉细胞中三碳化合物（C₃）的含量作为检测指标．若雾霾对光反应和暗反应均有影响，两组三碳化合物含量无显著差异．
故答案为：
（1）0.5      叶绿体、细胞质基质、线粒体   
 （2）A    
（3）温度   大于  
 （4）

（5）探究雾霾中植物光合作用的下降的原因；   装置内空气的种类（空气中是否有雾霾颗粒等 ）  C₃含量上升，C₃含量下降    雾霾对光反应和暗反应均有影响

点评 本题以表格数据为载体，考查了光合作用和呼吸作用的相关知识，意在考查考生分析表格、获取解题信息的能力以及识记理解能力，难度适中．