Question

I、對農(nóng)作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)．下面是某研究小組以大豆為材料所做的相關(guān)實驗及其結(jié)果，請回答相關(guān)問題．
（1）由圖甲可推知，與P點相比，Q點限制單株光合強度的外界因素是

 

 （寫出兩種），圖甲給我們的啟示是：在栽培農(nóng)作物時要注意

 

．
（2）種植大豆的密閉大棚內(nèi)一晝夜空氣中的CO₂含量變化如圖乙所示．C→F段，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的場所是

 

，一晝夜內(nèi)植株是否顯示生長現(xiàn)象？并說明理由

 

．
（3）將對稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)曝光（如圖丙），并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种�間的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移．在適宜光照下照射12小時后，從兩側(cè)截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：g）．則b-a所代表的是

 

．
（4）裝置丁（如圖）可用來探究光照強度對光合作用強度的影響．根據(jù)該圖的材料及設(shè)置，可以確定該實驗的因變量是

 

，自變量是

 

．
II、已知大豆種子萌發(fā)過程中有氧呼吸和無氧呼吸過程均能產(chǎn)生CO₂．如圖1所示為測定萌發(fā)的大豆種子呼吸作用類型所用的裝置（假設(shè)呼吸底物只有葡萄糖），請分析回答下列問題．
（1）請寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式

 

，該反應(yīng)式中的酶指的是

 

 （填“一種酶”或“一系列酶”），理由是

 

．
（2）為了更準(zhǔn)確地檢測萌發(fā)的大豆種子的呼吸類型，在圖示裝置基礎(chǔ)上設(shè)置了另一套裝置，請問圖示裝置應(yīng)如何改進？

 

．
（3）假設(shè)圖示裝置為A裝置，（2）中設(shè)計的裝置為B裝置．
如果A裝置液滴

 

，B裝置液滴

 

，則說明萌發(fā)的大豆種子有氧呼吸和無氧呼吸同時進行．以V（CO₂）代表CO₂釋放量，V（O₂）代表O₂消耗量，則V（CO₂）/V（O₂）為

 

 時，無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,有氧呼吸的過程和意義,無氧呼吸的概念與過程

專題：

分析：第Ⅰ題的四小題需結(jié)合題意分析四幅圖解答．圖甲顯示單株光合強度隨著種植密度的提高而減弱，這是多因素對光合作用的影響，可排除溫度的影響．乙圖中由于是大棚內(nèi)二氧化碳濃度的變化，因此可以比較起始點和終點的二氧化碳濃度．丙圖中左側(cè)和右側(cè)為一組對照實驗，a側(cè)只進行呼吸作用，而b側(cè)既進行光合作用，又進行呼吸作用．丁圖裝置用來探究光照強度對光合作用強度的影響時，光照強度為自變量，可通過改變燈泡與燒杯的距離來實現(xiàn)．
圖1裝置中氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，因此裝置中氣體量的變化可以表示氧氣量的變化，如果進行有氧呼吸，則氧氣量減少，液滴應(yīng)左移；如果進行無氧呼吸，不消耗氧氣，液滴不動．

解答： 解：Ⅰ（1）由圖甲可推知，與P點相比，Q點種植密度高得多，不通風(fēng)，缺少二氧化碳供應(yīng)，相互遮擋陽光，導(dǎo)致光合強度下降，因此Q點限制單株光合強度的外界因素是光照強度、CO₂濃度，圖甲給我們的啟示是：在栽培農(nóng)作物時要注意合理密植．
（2）C→F段不斷進行光合作用，ATP參加葉綠體基質(zhì)的暗反應(yīng)，形成ADP，再轉(zhuǎn)移到葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜參加光反應(yīng)，再生成ATP，因此，葉綠體內(nèi)ADP含量最高的場所是葉綠體基質(zhì)；一晝夜大棚內(nèi)的CO₂濃度有所下降，說明光合作用產(chǎn)生的有機物有積累，所以植物能生長．當(dāng)光合作用強度和呼吸作用強度相等時，大棚內(nèi)二氧化碳濃度不變，是曲線的轉(zhuǎn)折點：B，F(xiàn)；一晝夜內(nèi)有機物積累最多的點是大棚內(nèi)二氧化碳被吸收得最多的時刻，就是大棚內(nèi)二氧化碳濃度最低的點：F點．C點植物即進行光合作用，又進行細胞呼吸，產(chǎn)生ATP的場所有：細胞質(zhì)基質(zhì)，葉綠體，線粒體．
（3）假設(shè)兩側(cè)截取同等面積的葉片原來干物質(zhì)量為c，在適宜光照下照射12小時后，左側(cè)呼吸量為：c-a；右側(cè)凈光合量為：b-c；由于左右對稱，所以右側(cè)呼吸量也是c-a；那么右側(cè)實際光合量=凈光合量+呼吸量=（b-c）+（c-a）=b-a．所以b-a代表12h內(nèi)右側(cè)截取部分光合作用制造的有機物總量．
（4）根據(jù)該圖的材料及設(shè)置，自變量為光照強度（通過改變燈與葉片的距離實現(xiàn)），因變量為單位時間內(nèi)上浮葉片的數(shù)量．
Ⅱ（1）以葡萄糖為底物時，有氧呼吸總反應(yīng)式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂→6CO₂+12H₂O+能量；該反應(yīng)式中的酶指的是一系列酶，因為有氧呼吸各階段需要不同的酶催化
（2）萌發(fā)的大豆種子的呼吸類型有3種：1，只進行有氧呼吸；2，只進行無氧呼吸；3，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行．因為圖示裝置用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，如果只進行無氧呼吸，不耗氧，產(chǎn)生的二氧化碳又被吸收，裝置氣壓不變，液滴不移動；如果是只進行有氧呼吸和有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，都耗氧，產(chǎn)生的二氧化碳又被吸收，裝置氣壓降低，液滴左移，無法判斷種子到底是只進行有氧呼吸，還是有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，所以要再加上一套裝置，將圖中20%的NaOH溶液換成蒸餾水，不吸收二氧化碳，其他保持相同，與原來裝置對照說明．
（4）如果萌發(fā)的大豆種子有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，A裝置液滴左移，B裝置二氧化碳釋放量大于氧氣消耗量，氣壓增加，液滴右移；如果無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等，假設(shè)都消耗葡萄糖量為1摩爾，則有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳6摩爾，消耗氧氣6摩爾；無氧呼吸場所二氧化碳2摩爾，這樣總共產(chǎn)生二氧化碳8摩爾，V（CO₂）÷V（O₂）=

8

6

=

4

3

．
故答案為：
I、（1）光照強度、CO₂濃度，合理密植
（2）葉綠體基質(zhì)、生長，因為一晝夜大棚內(nèi)的CO₂濃度有所下降，說明光合作用產(chǎn)生的有機物有積累
（3）12h內(nèi)右側(cè)截取部分光合作用制造的有機物總量．
（4）單位時間內(nèi)上浮葉片的數(shù)量、光照強度（燒杯與臺燈之間的距離）
II、（1）有氧呼吸總反應(yīng)式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂-酶-＞6CO₂+12H₂O+能量
一系列酶     有氧呼吸各階段需要不同的酶催化
（2）將圖中20%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他保持相同
（3）左移、右移、

4

3

點評：本題本題屬于綜合題，屬于考綱中理解、應(yīng)用層次的考查，考查光合作用的場所、影響光合作用的環(huán)境因素及應(yīng)用、探究呼吸方式等方面的知識點．解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析曲線圖和實驗裝置圖，利用控制變量的方法分析實驗裝置，能通過比較、分析與綜合等方法對實驗裝置和實驗結(jié)果做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論能力．