Question

城市高樓林立，屋頂花園能有效增加綠地覆蓋率，逐漸成為凈化空氣，降低室溫的一項(xiàng)重要舉措，為提高屋頂植物的生態(tài)效益，有人做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并繪出了有關(guān)圖象．請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題．

（1）夏季中午，屋頂植物的光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度之間的關(guān)系可用甲圖中的

 

表示（填字母），此時(shí)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生CO₂的具體場(chǎng)所是

 

．若長(zhǎng)期處于甲圖中

 

所示狀態(tài)（填字母），則植物無(wú)法正常生長(zhǎng)．
（2）圖乙是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X．10分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置X．據(jù)此實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：
①以氧氣的釋放量代表光合作用速率，圖示條件下，光合作用速率是

 

mL/h．
②用這一方法測(cè)得的光合作用速率，要比實(shí)際的光合作用速率低，原因是

 

．
③有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)缺少對(duì)照組導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大，請(qǐng)簡(jiǎn)述如何設(shè)置對(duì)照組．

 

（3）某研究小組欲使用該裝置測(cè)定某屋頂植物在不同氧氣條件下時(shí)的細(xì)胞呼吸速率，需要將裝置中的碳酸氫鈉溶液換成

 

，同時(shí)應(yīng)將該裝置置于

 

環(huán)境中，圖丙為測(cè)得在氧濃度為a、b、c、d時(shí)，CO₂釋放量和O₂吸收量的關(guān)系圖，若細(xì)胞呼吸的底物是葡萄糖，則在氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗葡萄糖量的

 

倍，該無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：分析圖解：圖甲中，A細(xì)胞中，線粒體有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳除了供應(yīng)給葉綠體進(jìn)行光合作用，還有部分釋放到細(xì)胞外，說(shuō)明呼吸作用大于光合作用；B細(xì)胞中，只有線粒體進(jìn)行呼吸作用；C細(xì)胞中，線粒體產(chǎn)生的二氧化碳剛好供給葉綠體光合作用，即光合作用等于呼吸作用；D細(xì)胞中，葉綠體除吸收線粒體釋放的二氧化碳外，還需從細(xì)胞外吸收部分二氧化碳，說(shuō)明光合作用大于呼吸作用．
圖乙中，實(shí)驗(yàn)裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，因此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)的氣體變化量表示氧氣量．此值為表觀光合速率（即凈光合速率）．
丙圖中，以CO₂釋放量相對(duì)值計(jì)算：a濃度：氧吸收為0，只有無(wú)氧呼吸．b濃度：有氧呼吸為3，無(wú)氧呼吸為（8-3）；c濃度：有氧呼吸為4，無(wú)氧呼吸為（6-4）；d濃度：有氧呼吸為7，無(wú)氧呼吸為0．由此判斷：c濃度最適于貯藏；b濃度無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖為2.5，為有氧呼吸（0.5）的5倍；d點(diǎn)無(wú)氧呼吸為0．

解答： 解：（1）夏季中午，屋頂植物的光合強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于呼吸強(qiáng)度，即線粒體有氧呼吸釋放的二氧化碳供給葉綠體利用之外，葉綠體還需要從細(xì)胞外吸收二氧化碳，即之間的關(guān)系可用甲圖中的D表示．有氧呼吸過(guò)程中，CO₂是在有氧呼吸的第二階段產(chǎn)生的，即具體場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)．若長(zhǎng)期處于甲圖中A、B、C所示狀態(tài)，即光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用是，植物無(wú)法正常生長(zhǎng)．
（2）①10分鐘內(nèi)，針筒的讀數(shù)由0.2mL變?yōu)?.6mL，說(shuō)明產(chǎn)生了0.4mL的氧氣，因此，植物的光合作用速率是0.4÷

1

6

=2.4mL/h．
②由于植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，也進(jìn)行呼吸作用，消耗了部分氧氣，所以測(cè)量提出的光合作用速率，比實(shí)際的光合速率為低．
③有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)缺少對(duì)照組導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大，因此在設(shè)置對(duì)照組時(shí)，可以除去原裝置中的植物，其他均不變．
（3）某研究小組欲使用該裝置測(cè)定某屋頂植物在不同氧氣條件下時(shí)的細(xì)胞呼吸速率，需要將裝置中的碳酸氫鈉溶液換成NaOH或KOH，用于吸收裝置中的二氧化碳，從而測(cè)定消耗的氧氣量，同時(shí)應(yīng)將該裝置置于黑暗環(huán)境中．氧濃度為b時(shí)，據(jù)圖可看出，釋放二氧化碳為8，吸收氧氣為3，只要二者不等，植物就同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸反應(yīng)式，可以求出無(wú)氧呼吸消耗2.5的葡萄糖，而有氧呼吸只消耗0.5的葡萄糖，該無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式為：C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量．
故答案為：
（1）D     線粒體基質(zhì)     A、B、C
（2）①2.4
②植物同時(shí)進(jìn)行呼吸作用，消耗氧氣
③答案要點(diǎn)：除去原裝置中的植物，其他均不變
（3）NaOH/KOH（或其他可吸收二氧化碳的堿性溶液）      黑暗     5
C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量

點(diǎn)評(píng)：本題具有一定的綜合性和難度，考查了光合作用、呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，考生要能夠通過(guò)細(xì)胞中二氧化碳的吸收和釋放的方向判斷光合作用和呼吸作用強(qiáng)度關(guān)系；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較巧妙，可以通過(guò)針筒上的讀數(shù)測(cè)出一定時(shí)間內(nèi)的氧氣釋放量，進(jìn)而可計(jì)算出凈光合速率；同時(shí)要求考生能夠根據(jù)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程中葡萄糖、氧氣、二氧化碳之間的比值進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．