Question

9．將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi)用全素營(yíng)養(yǎng)液置于適宜光照下進(jìn)行培養(yǎng)（如甲圖所示），假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中相同，且空氣濕度對(duì)植物蒸騰作用的影響、微生物對(duì)CO₂濃度影響均忽略不計(jì)．進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）用CO₂濃度測(cè)定儀測(cè)定了該玻璃罩內(nèi)CO₂濃度的變化情況，繪制成如乙圖所示曲線；
（2）在適宜溫度下，研究環(huán)境因素對(duì)該植物光合作用速率的影響，結(jié)果如圖丙所示；
（3）利用甲裝置研究該植物在適宜光照下、不同溫度下分別暗處理1h，再光照1h（光照強(qiáng)度相同），測(cè)其有機(jī)物變化，得到數(shù)據(jù)如圖丁所示．

請(qǐng)據(jù)圖分析回答：
（1）根據(jù)圖乙曲線可判斷植物積累有機(jī)物是在C、G兩點(diǎn)之間，經(jīng)過(guò)一晝夜該裝置內(nèi)植物體內(nèi)有機(jī)物的量將會(huì)增加．進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，白天遮光處理，短時(shí)間內(nèi) CO₂濃度仍緩慢下降，原因是有光期間積累的ATP和NADPH還可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間．
（2）EF段影響光合作用的主要因素是C0₂濃度．EF段光合作用速率下降的主要原因可以用丙圖來(lái)說(shuō)明，其具體解釋是氣孔逐漸關(guān)閉，導(dǎo)致體內(nèi)二氧化碳濃度降低，光合速率下降．
（3）在植物的全素營(yíng)養(yǎng)液中加入H${\;}_{2}^{18}$O，在鐘罩的CO₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了有氧呼吸第二階段過(guò)程；如在鐘罩的O₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了光合作用的光反應(yīng)過(guò)程．
（4）由圖丁可知，該植物呼吸作用和光合作用的最適溫度在所給的四個(gè)溫度中分別是29℃、29℃；30℃時(shí)，植物的光合速率通過(guò)制造的有機(jī)物可表示為：3mg/h．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖甲中，玻璃罩中的植物在黑暗條件下只進(jìn)行呼吸作用，此時(shí)溫度會(huì)影響酶的活性，進(jìn)而影響呼吸作用強(qiáng)度；在有光的條件在既進(jìn)行呼吸作用，又進(jìn)行光合作用，此時(shí)光照強(qiáng)度、CO₂濃度均會(huì)影響光合速率．
圖乙中，AC段二氧化碳濃度不斷上升，說(shuō)明呼吸作用大于光合作用或只進(jìn)行呼吸作用；CG段CO₂濃度逐漸降低，說(shuō)明光合作用大于呼吸作用；但是在中午即EF段CO₂濃度下降緩慢；到下午18點(diǎn)后，光合作用逐漸停止；并且H點(diǎn)的CO₂濃度低于A點(diǎn)，說(shuō)明CO₂被用于合成了有機(jī)物．
圖丙研究了光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度對(duì)光合速率的影響．
圖丁中，暗處理后有機(jī)物的減少量可以表示1h的呼吸消耗；而光照后暗處理前的有機(jī)物增加量表示1h光合作用-2h呼吸作用后的積累量．

解答 解：（1）曲線中可以看出，C點(diǎn)和G點(diǎn)時(shí)二氧化碳濃度達(dá)到平衡，表明此時(shí)光合作用等于呼吸作用，因此在CG之間，光合作用大于呼吸作用，植物積累有機(jī)物．曲線中看出，H點(diǎn)的二氧化碳濃度低于A點(diǎn)濃度，表明該二氧化碳被固定在有機(jī)物中，因此經(jīng)過(guò)一晝夜該裝置內(nèi)植物體內(nèi)有機(jī)物的量將會(huì)增加．雖然進(jìn)行白天遮光處理，但是有光期間積累的ATP和[H]還可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間，因此短時(shí)間內(nèi)CO₂濃度仍緩慢下降．
（2）圖中EF段為中午12點(diǎn)左右，此時(shí)由于光照過(guò)強(qiáng)、溫度過(guò)高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少，從而抑制光合作用．EF段光合作用速率下降的主要原因可以用丙圖來(lái)說(shuō)明，其具體解釋是氣孔逐漸關(guān)閉，導(dǎo)致體內(nèi)二氧化碳濃度降低，光合速率下降．
（3）在植物的全素營(yíng)養(yǎng)液中加入H₂¹⁸O，在鐘罩的CO₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了有氧呼吸第二階段，丙酮酸和水生產(chǎn)二氧化碳和[H]；如在鐘罩的O₂中檢測(cè)到放射性的¹⁸O，這是因?yàn)樗畢⑴c了光合作用的光反應(yīng)，在該階段中水在光下分解產(chǎn)生氧氣和[H]．
（4）由圖丁可知，暗處理后有機(jī)物的減少量可以表示1h的呼吸消耗，該植物呼吸作用最適溫度在所給的四個(gè)溫度中29℃；光合作用強(qiáng)度=光照后暗處理前的有機(jī)物增加量+2h的暗處理后有機(jī)物的減少量，因此29℃時(shí)此值最高，表明該溫度為最適溫度．30℃時(shí)，植物的光合速率通過(guò)制造的有機(jī)物=光照后暗處理前的有機(jī)物增加量+2h的暗處理后有機(jī)物的減少量=1+2×1=3mg/h．
故答案為：
（1）C、G    增加     有光期間積累的ATP和NADPH還可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間
（2）C0₂濃度    氣孔逐漸關(guān)閉，導(dǎo)致體內(nèi)二氧化碳濃度降低，光合速率下降 
（3）有氧呼吸第二階段　光合作用的光反應(yīng)
（4）29℃29℃3mg/h

點(diǎn)評(píng) 本題難度適中，考查光照、溫度、CO₂濃度等因素對(duì)光合作用的影響，意在考查考生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖文信息轉(zhuǎn)換能力，解題關(guān)鍵是能根據(jù)玻璃罩中的二氧化碳量的變化判斷光合作用和呼吸作用強(qiáng)度的關(guān)系．