Question

11．下面是對(duì)不同植物光合作用相關(guān)問題的研究，請(qǐng)據(jù)圖回答
研究一：在研究紅光和藍(lán)光對(duì)花生幼苗光合作用的影響的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖1所示的結(jié)果．（注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越高）

（1）與15d幼苗相比，30d幼苗的葉片凈光合速率高．與對(duì)照組相比，藍(lán)光處理組的葉肉細(xì)胞對(duì)CO₂的利用率高，據(jù)圖分析，其原因是藍(lán)光下，氣孔導(dǎo)度高，CO₂供應(yīng)充分，而胞間CO₂較低，說明對(duì)CO₂利用率高．
（2）葉肉細(xì)胞間隙CO₂至少需要跨3層磷脂雙分子層才能達(dá)CO₂固定的部位．
研究二、圖2是仙人掌科植物特殊的CO₂同化方式，吸收的CO₂生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO₂用于光合作用；圖3表示不同地區(qū)A、B、C三類植物在晴朗夏季的光合作用日變化曲線，請(qǐng)據(jù)圖分析并回答：

（3）圖2代表的植物對(duì)應(yīng)圖3中的A類植物（填字母）．圖2所示細(xì)胞在夜間能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．該植物夜間能吸收CO₂，卻不能合成糖類等有機(jī)物的原因是沒有光照，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP．
（4）在上午10：00時(shí)，突然降低環(huán)境中CO₂濃度后的一小段時(shí)間內(nèi)，植物A和植物B細(xì)胞中C₃含量變化的差異是植物A基本不變，植物B下降．
（5）已知植物B光合作用的最適溫度為29℃，以下影響圖24中m點(diǎn)（曲線B與X軸交點(diǎn)）向左移動(dòng)的因素有BE．（多選）
A．植物缺鎂     B．氣溫上升為29℃C．天氣轉(zhuǎn)陰
D．CO₂濃度下降    E．CO₂濃度提高
實(shí)驗(yàn)室探究光照強(qiáng)度對(duì)植物C生理代謝的影響時(shí)，測(cè)得相關(guān)代謝數(shù)據(jù)如下表：

黑暗條件下CO2釋放量	光飽和時(shí)光照強(qiáng)度	光照強(qiáng)度為8.0klx時(shí) O2釋放量
1.2μmol/m2•s	7.5klx	是7.2μmol/m2•s

（注：光飽和點(diǎn)是光合速率達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度）．
（6）當(dāng)光照強(qiáng)度為7.5klx時(shí)，植物C光合作用固定的CO₂量是8.4μmol/m²•s．
研究三、將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植（單作）或兩種隔行種植（間作），測(cè)得兩種植物的光合速率如4圖所示．

（7）據(jù)圖分析，下列敘述正確的是D
A． 與單作相比，間作時(shí)兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響
B． 與單作相比，間作時(shí)兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大
C． 間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率
D． 大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作．

Answer 1

分析 分析圖1可知：本實(shí)驗(yàn)的自變量為不同光照，因變量包括：CO₂吸收量、氣孔導(dǎo)度、胞間CO₂濃度．柱形圖中，從CO₂吸收量來看，藍(lán)光最高，紅光最低；從氣孔導(dǎo)度來看，藍(lán)光最高，紅光最低；而從胞間CO₂濃度來看：紅光最高，藍(lán)光最低．
圖2中所示的結(jié)構(gòu)包括了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、液泡（左上）、線粒體（右下）、葉綠體（左下）．圖中可以看出，CO₂在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為蘋果酸，并暫時(shí)貯存于液泡中，蘋果酸可進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解產(chǎn)生CO₂進(jìn)入葉綠體進(jìn)行光合作用．仙人掌類植物特殊的CO₂同化方式能夠?qū)⒍�氧化碳�?chǔ)存在細(xì)胞中，在干旱導(dǎo)致氣孔關(guān)閉時(shí)可釋放用于光合作用，因此這種植物的耐旱能力較強(qiáng)，可對(duì)應(yīng)圖2中的A曲線．圖3中植物B在中午時(shí)氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合速率減慢．
分析圖4，表示桑樹的光合速率隨著光照強(qiáng)度的增大而逐漸增強(qiáng)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，且間作的最大光合速率大于單作；大豆的光合速率隨著光照強(qiáng)度的增大也逐漸增強(qiáng)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)，但是單作的最大光合速率大于間作，且間作先達(dá)到飽和點(diǎn)．

解答 解：（1）與15d幼苗相比，30d幼苗的CO₂吸收量更大，說明30d幼苗的凈光合速率更大．三種光照射，藍(lán)光處理的組吸收的CO₂更多，胞間CO₂濃度更低，說明對(duì)CO₂的利用率更高，而藍(lán)光處理的組氣孔導(dǎo)度也最大，說明藍(lán)光通過促進(jìn)了氣孔開放，使CO₂供應(yīng)充分，加快暗反應(yīng)，最終提高光合速率．
（2）CO₂固定部位在葉綠體基質(zhì)，因此葉肉細(xì)胞間隙的CO₂至少需要穿過細(xì)胞膜、葉綠體外膜、內(nèi)膜共3層膜（即3層磷脂雙分子層）才能到達(dá)作用部位．
（3）圖3曲線反映的一天24 h內(nèi)細(xì)胞吸收CO₂的速率，其中曲線A在夜晚吸收較多，白天因氣孔關(guān)閉，不能從外界吸收CO₂，故其對(duì)應(yīng)圖2中所示植物．圖2中所示的結(jié)構(gòu)包括了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、液泡（右上）、線粒體（右下）、葉綠體（左下）．在夜間細(xì)胞中的葉綠體不能進(jìn)行光反應(yīng)，故不能產(chǎn)生ATP；而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體能進(jìn)行細(xì)胞呼吸的相關(guān)過程，故能產(chǎn)生ATP．據(jù)圖2可知：CO₂在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為蘋果酸，并暫時(shí)貯存于液泡中，蘋果酸可進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解產(chǎn)生CO₂進(jìn)入葉綠體進(jìn)行光合作用．沒有光照，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，故仙人掌類植物夜間不能合成糖類等有機(jī)物．
（4）在10時(shí)，突然降低環(huán)境中CO₂濃度后的一小段時(shí)間內(nèi)，植物A由于不吸收二氧化碳，C₃含量基本不變．植物B二氧化碳的固定減弱，細(xì)胞中C₃含量降低．
（5）圖中m表示光補(bǔ)償點(diǎn)，m點(diǎn)左移表示光補(bǔ)償點(diǎn)減少，影響其向左移動(dòng)的因素主要有溫度適宜酶的活性升高、二氧化碳供應(yīng)充足等因素．故選：BE．
（6）當(dāng)光照強(qiáng)度為7.5klx時(shí)，植物C光合作用固定的CO₂量是凈光合速率+呼吸速率=7.2+1.2=8.4μmol/m²•s．
（7）A、桑樹和大豆間作時(shí)的光合速率與單作時(shí)的光合速率不是一致的，說明間作對(duì)于植物來講是有影響的，曲線顯示桑樹間作時(shí)呼吸作用變大，大豆間作時(shí)呼吸作用變小，A錯(cuò)誤；
B、圖中顯示與間作相比，桑樹間作時(shí)光合作用的光飽和點(diǎn)增大，而大豆減小，B錯(cuò)誤；
C、大豆在光照強(qiáng)度達(dá)到兩條曲線相交之前（如5）時(shí)，間作的光合速率是比單作還要高的，C錯(cuò)誤；
D、曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)（即光補(bǔ)償點(diǎn)）代表光合作用與呼吸作用相等，此點(diǎn)之后植物開始積累有機(jī)物．右圖顯示大豆單作光補(bǔ)償點(diǎn)大于間作，所以大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作，D正確．
故選：D．
故答案為：
（1）高       藍(lán)     藍(lán)光下，氣孔導(dǎo)度高，CO₂供應(yīng)充分，而胞間CO₂較低，說明對(duì)CO₂利用率高
（2）3
（3）A     細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體     沒有光照，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP
（4）植物A基本不變，植物B下降
（5）BE
（6）8.4
（7）D

點(diǎn)評(píng) 本題以圖形為載體，考查了光合作用和呼吸作用的過程、兩者的聯(lián)系及影響因素，考查了學(xué)生識(shí)圖、析圖能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力，綜合理解能力．光合作用和呼吸作用過程是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)．光合作用合成有機(jī)物，而呼吸作用分解有機(jī)物．光合作用為呼吸作用提供有機(jī)物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．凈光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．