Question

20．紅掌是半陰生高等植物，如圖一表示夏季時紅掌在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化曲線．圖二表示在適宜的光照、CO₂濃度等條件下測得的溫度與光合作用和呼吸作用的關(guān)系曲線．請回答下列相關(guān)問題．

注：曲線葉綠素a/b表示葉綠素a含量與葉綠素b含量之比．
（1）圖一中當(dāng)遮光比例達到10%以上時，葉綠素含量增加，其中葉綠素b的含量增加更多，當(dāng)遮光比例達到90%，該植物能（填“能”或“不能”）進行光合作用．遮光比例大于30%時，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的主要環(huán)境因素是光照強度．
（2）圖一中與10%遮光處理相比不遮光處理的紅掌植物植株干重較小，請分析其可能的原因是光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是：合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）圖二中呼吸速率隨著溫度變化的情況可用虛線（填“實線”或“虛線”）表示．當(dāng)溫度為60℃時，CO₂的吸收量與產(chǎn)生量均為0的原因是植物已死亡，光合速率和呼吸速率均為0．
（4）研究小組發(fā)現(xiàn)，同一紅掌植株的底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱的內(nèi)部原因可能是底部葉片衰老，酶活性降低．

Answer 1

分析 本題主要考查光合作用和呼吸作用的過程．
1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜．有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP．無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同．
2、光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成葡萄糖．

解答 解：（1）當(dāng)遮光率達到10%以上時，隨著遮光比例增加，葉綠素含量增加，其中葉綠素a含量與葉綠素b含量之比下降，說明葉綠素b含量增加更多．當(dāng)遮光率達到90%時，由于植物個體凈光合作用等于0，呼吸速率大于0，故該植物能進行光合作用．遮光比列大于30%時，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的環(huán)境主要因素是光照強度．
（2）圖1中與10%遮光處理相比不遮光處理的紅掌植物植株干重較小，原因可能是光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）呼吸作用產(chǎn)生CO₂，故圖2中呼吸速率隨著溫度變化的情況可用虛線表示．當(dāng)溫度為60°C是光合速率和呼吸速率均為0，CO₂的吸收量與產(chǎn)生量均為0的原因是植物已死亡．
（4）研究小組發(fā)現(xiàn)，由于底部葉片衰老，酶活性降低等因素的影響，同一紅掌植株的底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱．
故答案為：
（1）葉綠素b     能              光照強度
（2）光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降           合理遮光可提高作物產(chǎn)量
（3）虛線      光合速率和呼吸速率均為0            植物已死亡
（4）底部葉片衰老，酶活性降低

點評 曲線是滿足一定條件的點的集合，在這些點中，起點、轉(zhuǎn)折點、終點，曲線與縱橫坐標(biāo)以及其他曲線的交叉點等，隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義，明確這些特殊點的含義是解題的基礎(chǔ)．本題解題的關(guān)鍵是明確坐標(biāo)曲線圖的含義，要從圖中讀出呼吸作用強度，以及呼吸作用速率和光合作用速率相等的點．