Question

【題目】某學(xué)校生物研究小組利用葉面積相等的a、b兩種植物的葉片分別進(jìn)行了以下兩組實(shí)驗(yàn)（假設(shè)兩組實(shí)驗(yàn)在相同且適宜的溫度下進(jìn)行，且忽略光照對(duì)呼吸作用的影響）。

實(shí)驗(yàn)一：將a、b兩種植物的葉片分別放置在相同的密閉小室中，給予充足的光照，利用紅外測(cè)量?jī)x每隔5 min測(cè)定小室中的C02濃度，結(jié)果如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)二：給予不同強(qiáng)度的光照，測(cè)定a、b兩種植物葉片的C02吸收量和C02釋放量， 結(jié)果如圖2所示。

請(qǐng)據(jù)圖回答問題。

（1）圖1中在低濃度C02時(shí)，固定C02能力較強(qiáng)的植物是: ______________________。0—20min導(dǎo)致b植物光合作用強(qiáng)度減弱的主要因素是：______________________。在圖2中當(dāng)光照強(qiáng)度為Cklx時(shí)，每平方米的b植物葉片一小時(shí)積累的葡萄糖質(zhì)量是___________（小數(shù)點(diǎn)后保留一位，C02的相對(duì)分子質(zhì)量為44，葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量為180）。

（2）實(shí)驗(yàn)一從開始經(jīng)過10min，通過光合作用制造的有機(jī)物總量：a植物__________（填“大于”、“等于”或“小于”）b植物，原因是：____________________。

（3）若在第5min時(shí)，光照強(qiáng)度突然降低，a植物C5含量在短時(shí)間內(nèi)將:____________________。

（4）2540min兩個(gè)密閉小室內(nèi)C02含量相對(duì)穩(wěn)定的原因是：______________________________。

（5）實(shí)驗(yàn)二中，若給予的光照強(qiáng)度為xklx（A＜x＜C），每日光照12h，一晝夜中a植物的干重將（增加、減少或不變）：____________________________。

Answer 1

【答案】 b CO2濃度 5.5mg 小于 10 min內(nèi)，兩植物從環(huán)境中吸收的CO2量是相同的，但據(jù)圖2可知a植物的呼吸作用強(qiáng)度小于b植物的呼吸作用強(qiáng)度，所以a植物通過光合作用制造的有機(jī)物總量小于b植物 下降 植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量與其光合作用固定的CO2量相等 增加

【解析】試題分析：圖1中a、b兩種植物均處于密閉透光的小室內(nèi)，它們光合作用所需要的CO2可來源于自身的呼吸作用和從密閉小室中吸收；當(dāng)光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致密閉小室內(nèi)CO2濃度逐漸降低，當(dāng)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度時(shí)，密閉小室內(nèi)CO2濃度保持相對(duì)穩(wěn)定；可見，密閉小室內(nèi)CO2濃度的變化反映的是凈光合作用強(qiáng)度。圖2中，當(dāng)光照強(qiáng)度為零時(shí)，曲線對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)數(shù)值表示呼吸作用強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度大于零時(shí)則表示凈光合作用強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，利用“實(shí)際光合作用強(qiáng)度＝凈光合作用強(qiáng)度＋呼吸作用強(qiáng)度”的關(guān)系式并圍繞光合作用的知識(shí)對(duì)各問題情境進(jìn)行解答。

(1) 圖1縱坐標(biāo)表示密閉小室中CO2濃度。當(dāng)密閉小室中CO2濃度不再變化時(shí)，植物的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)b植物所在的密閉小室中CO2濃度低于a植物，說明在低濃度C02時(shí)，固定C02能力較強(qiáng)的植物是b。在0～20 min內(nèi)，b植物的光合作用強(qiáng)度隨著其所在的密閉小室中CO2濃度的逐漸降低而減弱，說明此時(shí)間段內(nèi)導(dǎo)致b植物光合作用強(qiáng)度減弱的主要因素是CO2濃度。在圖2中，當(dāng)光照強(qiáng)度為Cklx時(shí)，每平方米的b植物葉片一小時(shí)積累的葡萄糖質(zhì)量是8mg，依據(jù)反應(yīng)式“”可推知：此時(shí)每平方米的b植物葉片一小時(shí)積累的葡萄糖質(zhì)量是（180×8）÷（6×44）≈5.5mg。

(2)在圖2中，當(dāng)光照強(qiáng)度為0klx時(shí)，縱坐標(biāo)所示的CO2吸收量表示呼吸作用強(qiáng)度，據(jù)此可推知：a、b植物的呼吸作用強(qiáng)度依次為1mg/m2h、2mg/m2h。由圖1可知：在0～10 min內(nèi)，隨著時(shí)間的遞增，兩植物密閉小室內(nèi)的CO2濃度逐漸降低至相同的濃度，說明兩植物從環(huán)境中吸收的CO2量是相同，但分析圖2可知：a植物的呼吸作用強(qiáng)度小于b植物的呼吸作用強(qiáng)度，所以a植物通過光合作用制造的有機(jī)物總量小于b植物。

(3)若在第5min時(shí)，光照強(qiáng)度突然降低，則光反應(yīng)立即減弱，生成的ATP和[H]減少，導(dǎo)致暗反應(yīng)中C3的還原減弱，生成的C5減少，而短時(shí)間內(nèi)CO2和C5結(jié)合形成C3的固定過程仍在進(jìn)行，所以a植物C5含量在短時(shí)間內(nèi)將下降。

(4)在2540min期間，兩個(gè)密閉小室內(nèi) C02含量均保持相對(duì)穩(wěn)定，是因?yàn)楣夂献饔脧?qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，導(dǎo)致植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量與其光合作用固定的CO2量相等。

(5) a植物的呼吸作用強(qiáng)度＝1mg/m2h。實(shí)驗(yàn)二中，若給予的光照強(qiáng)度為xklx（A＜x＜C），則a植物的CO2吸收量大于1 mg/m2h，說明a植物的凈光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，因此每日光照12h，一晝夜中a植物的有機(jī)物的積累量大于零，干重將增加。