Question

3．將10g葉肉細(xì)胞中的葉綠體和線粒體分離開來，在離體條件下分別研究光合作用中CO₂的吸收量（圖A）和呼吸作用中CO₂的釋放量（圖B）．在一定實(shí)驗(yàn)條件下，測得某植物的光合作用如圖（一）所示，細(xì)胞呼吸如圖（二）所示，據(jù)圖回答：
（1）在光照強(qiáng)度為8klx（千勒克斯）、溫度為15℃的條件下，離體葉綠體的光合作用強(qiáng)度是4μg/h/10g，在30℃條件下的葉肉細(xì)胞既不吸收CO₂、也不釋放CO₂，此時(shí)的光照強(qiáng)度應(yīng)為1500勒克斯．
（2）假定離體葉綠體和線粒體的生理活性沒有改變．在溫度為30℃、光照強(qiáng)度為8klx條件下照光10h后，再轉(zhuǎn)移到溫度為30℃的黑暗處，此10g葉肉細(xì)胞24h能積累葡萄糖30μg．若其他條件相同，而黑暗條件下的溫度為15℃，則能積累葡萄糖37.2μg．比較上述計(jì)算結(jié)果，說明晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機(jī)物的積累．
（3）影響圖（一）中a曲線P點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外界因素是溫度；如果P點(diǎn)是在氧氣充足條件下測得的，則氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（4）若此植物為陰生植物，在實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，改為生長狀況相同的陽生植物，則圖（一）中a曲線的L點(diǎn)將向右上方移動(dòng)．
（5）圖（二）中該器官CO₂的釋放量與O₂的吸收量兩條曲線在Q點(diǎn)相交后則重合為一條曲線，此時(shí)該器官的呼吸作用方式是有氧呼吸．
（6）當(dāng)外界氧濃度為4～5%時(shí)，該器官CO₂釋放量的相對值大約為0.4，而O₂吸收量的相對值大約為0.1．此時(shí)，無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約相當(dāng)于有氧呼吸的9倍，轉(zhuǎn)移到ATP的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的0.47倍．（假設(shè)無氧呼吸產(chǎn)生酒精釋放的能量值及分配情況與無氧呼吸產(chǎn)生乳酸是相同的，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

分析 解答本題應(yīng)掌握：影響光合作用的環(huán)境因素有光照強(qiáng)度、溫度及二氧化碳濃度；影響有氧呼吸的環(huán)境因素有氧濃度、溫度等；圖A和圖1表示二氧化碳的吸收量隨光照強(qiáng)度的影響的變化，圖B表示二氧化碳的吸收量隨光照強(qiáng)度的變化，圖二表示氣體交換相對值隨氧濃度的變化曲線，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）據(jù)圖A可知，在光照強(qiáng)度為8klx（千勒克斯）、溫度為15℃的條件下，離體葉綠體的光合作用強(qiáng)度是4μg/h/10g．據(jù)圖B可知在30℃條件下的葉肉細(xì)胞的呼吸速率為1.5μg/h/10g，若30℃條件下的葉肉細(xì)胞既不吸收CO₂、也不釋放CO₂，則圖A中的光合速率為1.5μg/h/10g，此時(shí)的光照強(qiáng)度應(yīng)為1500勒克斯．
（2）據(jù)圖分析：在葉綠體和線粒體離體的條件下圖1A表示在溫度為30℃，光照強(qiáng)度為8000勒克斯下照光10h，光合作用吸收的二氧化碳量為8×10=80μg，再移到溫度也為30℃的暗處細(xì)胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×24=36μg，則凈光合作用吸收的二氧化碳為80-36=44μg，根據(jù)光合作用的反應(yīng)方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出積累的葡萄糖是180×44÷（6×44）=30μg；如果將黑暗條件下的溫度調(diào)整為平均為15℃，則細(xì)胞呼吸消耗的二氧化碳為1.5×10+0.75×14=25.5μg，凈光合作用吸收的二氧化碳為80-25.5=54.5μg，根據(jù)光合作用的反應(yīng)方程式中6二氧化碳～1葡萄糖，可解出積累的葡萄糖是180×44÷（6×54.5）=37.2μg．比較上述計(jì)算結(jié)果，說明晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機(jī)物的積累．
（3）圖一中P點(diǎn)時(shí)，無光照，此時(shí)植物無法進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，此時(shí)影響呼吸作用進(jìn)行的因素主要是溫度；P點(diǎn)是在氧氣充足條件下測得的，呼吸作用達(dá)到最大，氧氣濃度應(yīng)大于15%．
（4）陽生植物的光飽和點(diǎn)大于陰生植物，因此若此植物為陰生植物，在實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，改為生長狀況相同的陽生植物，陽生植物更適宜在強(qiáng)光下生活，故圖（一）中a曲線的L點(diǎn)向右上移動(dòng)．
（5）圖二中該器官二氧化碳的釋放量與氧氣的吸收量兩條曲線在Q點(diǎn)相交，表示呼吸作用消耗的氧氣等于釋放的二氧化碳，說明此時(shí)只進(jìn)行有氧呼吸．
（6）當(dāng)外界氧濃度為4～5%時(shí)，氧氣的吸收量的相對值大約為0.1，二氧化碳的釋放量的相對值大約為0.4，可推出有氧呼吸釋放的二氧化碳的相對值大約為0.1，無氧呼吸釋放的二氧化碳的相對值大約為0.3，由此可以計(jì)算出有氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約為0.016，無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約為0.15．因此無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值相當(dāng)于有氧呼吸的9倍．一摩爾葡萄糖無氧呼吸產(chǎn)生的能量是200kJ左右，其中都有61.08kJ的能量轉(zhuǎn)移到ATP中，其余的以熱能形式散失了．一摩爾葡萄糖有氧呼吸產(chǎn)生的能量是2870kJ，其中都有1161kJ轉(zhuǎn)移到ATP中，其余的以熱能形式散失了．因此無氧呼吸產(chǎn)生ATP的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的61.08×0.15÷（1161×0.016）=0.47倍．
故答案為：
（1）4 1500
（2）30 37.2 晝夜溫差較大的情況下，有利于植物體內(nèi)有機(jī)物的積累
（3）溫度  15
（4）右上
（4）有氧呼吸
（5）9 0.47

點(diǎn)評 本題綜合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，理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中的一些生物學(xué)問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力．