Question

7．某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況，設(shè)計(jì)了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室，如圖A所示．偵測(cè)期間植物有時(shí)有照光（固定的光照強(qiáng)度），有時(shí)則是處于完全黑暗中，測(cè)得連續(xù)60分鐘內(nèi)氧氣濃度變化的結(jié)果如B所示曲線（液滴移動(dòng)距離已換算為ppm）．

（1）影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是溫度，在20和30分鐘測(cè)定時(shí)間點(diǎn)，裝置內(nèi)的氧氣濃度為250ppm．
（2）在最初10分鐘時(shí)段，瓶?jī)?nèi)植物進(jìn)行有氧呼吸作用．在第40分鐘時(shí)，植物（有/沒有）光照，你的判斷理由是因?yàn)樵谠摃r(shí)段，植物的光合速率大于呼吸速率．
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中某段時(shí)間內(nèi)，記錄液滴的移動(dòng)，獲得以下數(shù)據(jù)：

每隔一定時(shí)間記錄一次刻度數(shù)據(jù)
…	-29	-15	0	+18	+35	…

該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在B曲線的B（A.15-35/B.40-60）分鐘時(shí)間段內(nèi)獲得的．
（4）如果該植物后30分鐘的呼吸速率平均值與前20分鐘呼吸速率平均值相同，則該植物后30分鐘內(nèi)真正光合作用的平均速率為9×10³ ppm/小時(shí)．
（5）該植物在某時(shí)間段內(nèi)葉肉細(xì)胞中光合作用、有氧呼吸兩者之間存在以下的聯(lián)系，其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關(guān)物質(zhì)，請(qǐng)據(jù)圖C回答：
①物質(zhì)物質(zhì)d表示CO₂，過程丙進(jìn)行的部位是線粒體內(nèi)膜．
②在過程甲～戊中，能產(chǎn)生ATP的有甲丙丁戊．
（6）有些植物的部分細(xì)胞能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，則根據(jù)無氧呼吸過程分析下列三者含有的能量大小關(guān)系：1mol葡萄糖＞2mol丙酮酸＜2mol乳酸（＞、＜、=）．
（7）已知生長(zhǎng)素在X、Y兩種濃度下對(duì)該植物莖段生長(zhǎng)的影響均為促進(jìn)作用，且X濃度促進(jìn)作用明顯大于Y濃度，又已知X濃度不是最適濃度，假設(shè)最適濃度為Z，則X濃度、Y濃度和Z濃度之間大小的關(guān)系有4種可能．

Answer 1

分析 分析裝置圖和曲線圖是解答本題的關(guān)鍵．圖A是密閉裝置，內(nèi)有二氧化碳緩沖液，說明實(shí)驗(yàn)過程中二氧化碳濃度始終不變，有光照時(shí)，光照強(qiáng)度相等，刻度移動(dòng)表示是氧氣的變化量，B圖中，約24分鐘之前，氧氣的量逐漸減少，說明是處于黑暗條件下，24分鐘之后，小室內(nèi)氧氣含量逐漸升高，說明光合作用大于呼吸作用；圖C中，甲是光合作用的光反應(yīng)階段，乙是光合作用的暗反應(yīng)階段，丙是有氧呼吸的第三階段，丁是有氧呼吸第二階段，戊是有氧呼吸的第一階段．a(chǎn)表示ATP和[H]，b表示ADP和Pi，c表示氧氣，d表示二氧化碳．

解答 解：（1）由題意知，二氧化碳緩沖液為小室提供二氧化碳，由于光照強(qiáng)度固定，故影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是溫度，從圖B中可知，氧氣濃度先降低，進(jìn)行有氧呼吸消耗氧氣，故在20-30分鐘測(cè)定時(shí)間點(diǎn)，裝置內(nèi)的氧氣濃度為250ppm．
（2）在最初10分鐘時(shí)段，氧氣含量下降，瓶?jī)?nèi)植物進(jìn)行有氧呼吸作用，在第40分鐘時(shí)，由于氧氣含量增加，說明O₂的生成大于O₂消耗，植物體有光照．
（3）表格數(shù)據(jù)表明，光合速率逐漸增強(qiáng)，大于呼吸速率，對(duì)應(yīng)在B圖曲線的40-60分鐘時(shí)間段內(nèi)獲得的．
（4）前20分鐘每分鐘呼吸速率=（1750-250）÷20=75，后30分鐘每分鐘的凈光合速率速率=（2500-250）÷30=75，則該植物后30分鐘內(nèi)真正光合作用的平均速率=75+75=150，換算成小時(shí)=150×60=9000．
（5）①物質(zhì)d是二氧化碳，過程丙表示有氧呼吸的第三階段，進(jìn)行的部位是線粒體內(nèi)膜；
②圖中產(chǎn)生ATP的過程是有氧呼吸的三個(gè)階段及光反應(yīng)階段，暗反應(yīng)過程不產(chǎn)生ATP，需要消耗ATP．故在過程甲～戊中，能產(chǎn)生ATP的有甲丙丁戊．
（6）無氧呼吸只有第一階段放能，第二階段加氫還原反應(yīng)，2mol乳酸比2mol丙酮酸多于第一階段放出的[H]．
（7）生長(zhǎng)素對(duì)植物的促進(jìn)作用具有雙重性．故可能的關(guān)系有：x濃度＞z濃度＞y濃度；z濃度＞x濃度和＞y濃度；y濃度＞z濃度＞x濃度；y濃度＞x濃度＞z濃度．
故答案為：
（1）溫度     20和30
（2）有氧呼吸    因?yàn)樵谠摃r(shí)段，植物的光合速率大于呼吸速率（或光合作用大于呼吸作用或O2的生成大于O2消耗）
（3）B  
（4）9
（5）①CO₂ 線粒體內(nèi)膜    ②甲丙丁戊
（6）＜
（7）4

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的綜合性和難度，屬于考綱中理解、應(yīng)用層次的考查，在解答過程中需準(zhǔn)確分析圖解，從圖解中獲取解題的有效信息．光合作用和呼吸作用過程中的幾個(gè)名詞需理解：凈光合速率即為有機(jī)物積累速率、有機(jī)物合成速率即為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率、從周圍環(huán)境吸收CO₂的量即為凈光合作用量．