Question

5．植物生理學(xué)家對植物的光合作用和細(xì)胞呼吸進(jìn)行了大量的研究，下圖甲表示溫度對某植物CO₂的外界吸收量與釋放量的影響；圖乙表示進(jìn)行這兩種生理過程的細(xì)胞器之間的關(guān)系．請回答相關(guān)問題：
（1）甲圖中A點(diǎn)時(shí)，植物的光合作用強(qiáng)度是否達(dá)到了最大值？否，A～B階段CO₂吸收量逐漸下降的原因是隨著溫度升高，呼吸速率比光合速率增加得快，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的CO₂增多，從外界吸收的CO₂減少．
（2）研究證明，光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)的溫度并不能使植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度達(dá)到最大，請簡要解釋出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因：光合作用有關(guān)的酶與呼吸作用有關(guān)的酶最適溫度不同．根據(jù)甲圖分析，若要使該種植物積累有機(jī)物速率達(dá)到最大值，應(yīng)維持環(huán)境溫度為25℃比較合適．
（3）在甲圖中B點(diǎn)時(shí)，乙圖a～f過程中不會發(fā)生的是e、f（填字母）．乙圖中物質(zhì)X是丙酮酸和[H]．

Answer 1

分析 甲圖是溫度對細(xì)胞呼吸作用和光合作用的影響，圖中虛線表示溫度對凈光合作用的影響，實(shí)線表示溫度對細(xì)胞呼吸作用的影響，實(shí)際光合作用=呼吸作用+凈光合作用；圖乙中，①是葉綠體，②是線粒體，a過程表示葉綠體從外界吸收二氧化碳，b過程表示葉綠體產(chǎn)生的氧氣釋放到細(xì)胞外，c過程表示葉綠體產(chǎn)生的氧氣被線粒體吸收利用，d過程表示線粒體產(chǎn)生的二氧化碳被葉綠體吸收利用，e表示線粒體產(chǎn)生的二氧化碳釋放到細(xì)胞外，f表示線粒體從外界吸收氧氣；X是葡萄糖酵解的產(chǎn)物丙酮酸和[H]．

解答 解：（1）植物的實(shí)際光合作用=凈光合作用+呼吸作用，A點(diǎn)是凈光合作用最大的點(diǎn)，但不是實(shí)際光合作用最大的點(diǎn)；AB隨溫度升高，參與呼吸作用的酶活性增強(qiáng)速率大于參與光合作用的酶活性增強(qiáng)速率，細(xì)胞呼吸速度的增加大于光合作用速度的增加，細(xì)胞呼吸為光合作用提供了越來越多的CO₂，因此植物從外界吸收的CO₂越來越少．
（2）由于參與光合作用的酶的最適溫度與參與細(xì)胞呼吸的酶的最適溫度不同，因此光合作用與呼吸作用的最適宜溫度不同，光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)的溫度并不是植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)的溫度．若要使該種植物積累有機(jī)物速率達(dá)到最大值，應(yīng)維持環(huán)境溫度為25℃比較合適．
（3）甲圖中的B點(diǎn)，呼吸作用大于光合作用，光合作用吸收的二氧化碳來自線粒體，呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳一部分進(jìn)入葉綠體中被利用，一部分釋放到細(xì)胞外，即圖中的a、b、c、d過程．分析乙圖可知，物質(zhì)X是葡萄糖酵解的產(chǎn)物，丙酮酸和[H]．
故答案為：
（1）否     隨著溫度升高，呼吸速率比光合速率增加得快，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的 CO₂增多，從外界吸收的CO₂減少
（2）光合作用有關(guān)的酶與呼吸作用有關(guān)的酶最適溫度不同     25℃
（3）e、f               丙酮酸和[H]

點(diǎn)評 對于線粒體和葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，光合作用與呼吸作用過程中的物質(zhì)變化過程，光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系及影響光合作用的因素的綜合理解應(yīng)用，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，并應(yīng)用相關(guān)知識對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理、判斷的能力是本題考查的重點(diǎn)．