Question

9．圖1、圖2是不同綠色植物利用CO₂的兩條途徑．表格3是科研人員測(cè)定的煙草植物在不同溫度條件下（葉室CO₂濃度為390mmol•mol^-1）相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．

表3
溫度 /℃	最大凈光合速率 /μmol O2•m-2•s-1	光補(bǔ)償點(diǎn) /μmol•m-2•s-1	光飽和點(diǎn) /μmol•m-2•s-1	呼吸速率 /μmol O2•m-2•s-1
17	11.6	18.7	2101.6	0.85
20	12.1	24.2	1603.8	1.12
25	11.5	33.4	1726.5	1.49
30	9.8	59.7	2752.9	1.95
35	6.9	57.6	1429.5	1.68

（1）圖1中①過(guò)程稱為CO₂的固定；圖2生物的光合葉片用碘液處理，出現(xiàn)藍(lán)紫色的細(xì)胞是維管束鞘細(xì)胞（不考慮有機(jī)物的轉(zhuǎn)移）．
（2）圖1與圖2所代表的植物更適宜于在高溫、低濃度CO₂環(huán)境生活的是圖2（填“圖1”或“圖2”），這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果．
（3）根據(jù)表格3分析：
①煙草生長(zhǎng)的適宜溫度約為20℃．此溫度條件下，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)總光合速率為13.22μmolO₂•m^-2•s^-1．要測(cè)得此總光合速率，至少設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)．一組將植物置于溫度為20℃的黑暗條件，測(cè)得呼吸作用速率；另一組將同種生長(zhǎng)狀況相同的植物置于溫度為20℃、光照強(qiáng)度為1603.8μmol•m^-2•s^-1的密閉環(huán)境中，并在裝置中放置NaHCO₃或緩沖溶液溶液，所得數(shù)值為光合作用產(chǎn)生的氧氣與呼吸作用吸收氧氣的差值．
②與30℃相比，35℃時(shí)煙草總光合速率較低，其主要原因是溫度升高，氣孔開(kāi)放程度減小二氧化碳吸收減少、部分色素被破壞，光反應(yīng)減弱．

Answer 1

分析 分析圖解：圖1表示碳三植物的葉肉細(xì)胞，其中①過(guò)程表示二氧化碳的固定，②過(guò)程表示三碳化合物的還原．
圖2表示碳四植物的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞，該植物能夠利用較低濃度的二氧化碳．①②過(guò)程同圖1．
光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段需要在光照條件下發(fā)生，光照強(qiáng)度和光質(zhì)影響光合作用的進(jìn)行，暗反應(yīng)需要二氧化碳和水的參與，水和二氧化碳濃度影響植物的光合作用，反應(yīng)過(guò)程需要酶的催化，酶的催化活性受到溫度的影響．
總光合作用量=呼吸消耗量+凈光合作用量．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）根據(jù)圖1過(guò)程可知①表示CO₂和C₅化合物結(jié)合生成C₃化合物的過(guò)程即CO₂的固定；②過(guò)程表示C₃化合物的還原，此過(guò)程屬于光合作用暗反應(yīng)，發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中；碘液和淀粉結(jié)合成藍(lán)紫色，根據(jù)圖2過(guò)程，維管束鞘細(xì)胞中有淀粉的生成，故出現(xiàn)藍(lán)紫色的細(xì)胞是維管束鞘細(xì)胞．
（2）由圖1、圖2可知，圖2更適合生活在在高溫、低濃度CO₂環(huán)境生活，這是因?yàn)閳D2中植物葉肉細(xì)胞中有CO₂泵，可將大氣中濃度較低的二氧化碳收集起來(lái)供植物利用，這也是生物長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果．
（3）①分析表格數(shù)據(jù)，20℃時(shí)，煙草的總凈光合作用最大，所以煙草生長(zhǎng)的適宜溫度是20℃，此溫度條件下，當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)總光合速率為（12.1+1.12）=13.22μmolO₂•m^-2•s^-1．提高光照強(qiáng)度，限制光合速率增加的主要環(huán)境因素是二氧化碳的濃度．
②表格數(shù)據(jù)顯示，35℃時(shí)呼吸速率小于30℃時(shí)的呼吸速率，主要原因是溫度升高，影響酶的活性，使酶的活性降低，導(dǎo)致呼吸速率下降．總光合速率=呼吸速率+凈光合速率，35℃時(shí)的總光合速率小于30℃時(shí)的總光合速率，主要原因是溫度升高，氣孔開(kāi)放程度減小、部分色素被破壞，影響了光合作用的進(jìn)行．
故答案為：
（1）CO₂的固定  維管束鞘細(xì)胞
（2）圖2     自然選擇 
（3）①20℃13.22μmolO₂•m^-2•s^-1   黑暗    NaHCO₃或緩沖溶液   光合作用產(chǎn)生的氧氣與呼吸作用吸收氧氣
②低    溫度升高，氣孔開(kāi)放程度減小二氧化碳吸收減少、部分色素被破壞，光反應(yīng)減弱

點(diǎn)評(píng) 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力，能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．