Question

20．如圖甲表示在某密閉裝置中，一晝夜內(nèi)每小時(shí)測(cè)得的某綠色植物周圍空氣中O₂和CO₂的相對(duì)含量．圖乙是該植物體內(nèi)碳元素的轉(zhuǎn)移路徑，回答下列問題：

（1）圖甲中F對(duì)應(yīng)時(shí)刻，總光合速率和呼吸速率之間的關(guān)系是總光合速率大于呼吸速率．該植物一晝夜有機(jī)物積累量最多的時(shí)刻是t₄．
（2）圖乙中②④過程發(fā)生的場(chǎng)所分別是葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)．
（3）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤干旱時(shí)，該植物根細(xì)胞會(huì)迅速合成某種化學(xué)物質(zhì)X．有人推測(cè)根部合成的X物質(zhì)運(yùn)輸?shù)饺~片，能調(diào)節(jié)氣孔的開閉．某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：從該植株剪取若干大小和生理狀態(tài)一致的葉片，隨機(jī)均分為四組，分別將葉柄下部浸在不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液及三種不同濃度X的完全培養(yǎng)液中，以分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔導(dǎo)度（氣孔開放程度）之間的關(guān)系，一段時(shí)間后，測(cè)出實(shí)驗(yàn)組的有關(guān)數(shù)據(jù)．結(jié)果表明：隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，植物光合作用強(qiáng)度減弱，原因可能是X使氣孔導(dǎo)度逐漸減小，CO₂吸收減少．

Answer 1

分析 1、密閉容器中二氧化碳、氧氣的相對(duì)含量變化是光合作用和呼吸作用共同決定的，當(dāng)光合作用大于呼吸作用時(shí)，密閉容器中氧氣相對(duì)含量增加，二氧化碳相對(duì)含量減少，當(dāng)光合作用小于呼吸作用時(shí)，密閉容器中氧氣相對(duì)含量減少，二氧化碳的相對(duì)含量增加氧氣或二氧化碳含量變化的拐點(diǎn)是光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相同的點(diǎn)，圖中D、E和G、H是光合作用與呼吸作用相同的點(diǎn)．
2、題圖乙①是二氧化碳與五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物的過程，叫二氧化碳固定，②是三碳化合物還原形成有機(jī)物的過程，叫三碳化合物還原，該過程還形成了五碳化合物，①②是光合作用的暗反應(yīng)階段，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；③過程是葡萄糖酵解形成丙酮酸的過程，是有氧呼吸第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，④是有氧呼吸第二、第三階段，發(fā)生在線粒體中，④過程也可能是無(wú)氧呼吸第二階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中．

解答 解：（1）由題圖甲可知，F(xiàn)點(diǎn)密閉容器中氧氣相對(duì)含量增加，二氧化碳的相對(duì)含量減少，說明光合作用大于呼吸作用；t₂到t₄之前，光合作用大于呼吸作用，有機(jī)物積累，t₄時(shí)光合作用與呼吸作用相等，t₄之后，光合作用小于呼吸作用，有機(jī)物減少，因此該植物一晝夜有機(jī)物積累量最多的時(shí)刻是t₄．
（2）圖乙中②屬于暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，③可能是有氧呼吸第二、第三階段或無(wú)氧呼吸第二階段，前者發(fā)生在線粒體中，后者發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中．
（3）該實(shí)驗(yàn)的目的是探究X物質(zhì)與氣孔導(dǎo)度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是氣孔導(dǎo)度，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因應(yīng)該遵循對(duì)照原則和單一變量的原則，因此方法是從該植株剪取若干大小和生理狀態(tài)一致的葉片，隨機(jī)均分為四組，分別將葉柄下部浸在不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液、三種不同濃度X的完全培養(yǎng)液中，一段時(shí)間后分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔導(dǎo)度的關(guān)系；隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，葉片中X濃度增大，氣孔導(dǎo)度降低，二氧化碳通過氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞的速度降低，植物光合作用強(qiáng)度減弱．
故答案為：
（1）總光合速率大于呼吸速率   t₄
（2）葉綠體基質(zhì)   細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)
（3）若干大小和生理狀態(tài)一致的    不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液     X使氣孔導(dǎo)度逐漸減小，CO₂吸收減少

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解光合作用和呼吸作用過程中的物質(zhì)變化和場(chǎng)所，光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系，光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識(shí)結(jié)合題干信息和題圖信息進(jìn)行推理、解答問題．