Question

【題目】(I)為了探究溫度、光照強(qiáng)度對(duì)植物吸收CO2速率的影響，某興趣小組在適宜的CO2濃度下，分別用兩種溫度（用t表示，且t1＞t2）和不同的光照強(qiáng)度對(duì)某植物進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，得到如下圖所示的結(jié)果：

⑴ 光照強(qiáng)度在a ～k范圍內(nèi)，限制該植物吸收CO2的速率的主要環(huán)境因素是__________；

⑵ 如果該植物吸收CO2的速率以摩爾數(shù) / 單位時(shí)間來表示，那么在光照強(qiáng)度為g、溫度為t1時(shí)，該植物產(chǎn)生O2的速率是_____________摩爾/單位時(shí)間。

⑶ 在光照強(qiáng)度為k的情況下， 該興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出“此植物在溫度為t1時(shí)，吸收CO2的速率最大”的結(jié)論。但是僅依據(jù)圖示結(jié)果，就得出上述結(jié)論并不妥當(dāng)。請(qǐng)你在該興趣小組的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出改進(jìn)思路：在___________范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，光照為________進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

II．某研究小組對(duì)一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過程開展研究，首先將大豆種子置于水分(蒸餾水)、通氣、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢測(cè)萌發(fā)種子的干重變化，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析：

(1)第2～6 d，種子從外界吸收水，參與細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)，導(dǎo)致干重增加。6 d后種子干重減少的主要原因是________________。

(2)種皮未突破前，種子以無(wú)氧呼吸為主，第4 d，實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得種子吸收的O2和釋放的CO2之比為1∶3，此時(shí)大豆細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物酒精增多，產(chǎn)生酒精的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是________________。第________d，大豆的呼吸速率與光合速率大致相當(dāng)。

III.為探究菠菜葉片的光合作用和細(xì)胞呼吸，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，操作流程及記錄結(jié)果如下（單位：mg）：

從上表信息可知，在26℃-29℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用趨勢(shì)是___________，實(shí)際光合強(qiáng)度變化趨勢(shì)是_________________。如果恒溫在上表某一溫度，維持10小時(shí)光照，14小時(shí)黑暗，菠菜能最大限度增加的質(zhì)量是_________________mg。

Answer 1

【答案】光照溫度6t2和t1之間和大于t1k細(xì)胞呼吸，分解了有機(jī)物6/710不斷增強(qiáng)不斷增強(qiáng)26

【解析】

本題考查細(xì)胞呼吸、光合作用，考查對(duì)環(huán)境因素影響光合作用的理解和光合速率的定量分析。解答此題，關(guān)鍵是明確實(shí)際光合速率、表觀光合速率、呼吸速率三者之間的關(guān)系，根據(jù)圖中曲線或表格數(shù)據(jù)定量分析光合速率。

(I)⑴ 光照強(qiáng)度在a ～k范圍內(nèi)， CO2的吸收速率隨光照強(qiáng)度增加而增加，則限制該植物吸收CO2的速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度。

⑵在光照強(qiáng)度為g、溫度為t1時(shí)，該植物CO2吸收速率代表凈光合速率，為4摩爾/單位時(shí)間，呼吸速率為2摩爾/單位時(shí)間，產(chǎn)生O2的速率代表實(shí)際光合速率，為4+2=6摩爾/單位時(shí)間。

⑶ 在光照強(qiáng)度為k的情況下， t1時(shí)吸收CO2的速率大于t2。吸收CO2速率最大時(shí)的溫度可能介于t2和t1之間，也可能大于t1，探究吸收CO2速率最大時(shí)的溫度，自變量為溫度，應(yīng)在可能范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，光照強(qiáng)度為無(wú)關(guān)變量，各組實(shí)驗(yàn)應(yīng)保持適宜且相同，應(yīng)在光照強(qiáng)度為k時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

II． (1)種子萌發(fā)過程中需要通過呼吸作用分解儲(chǔ)存的有機(jī)物，為萌發(fā)過程中細(xì)胞的分裂與分化提供能量，所以6 d后種子干重減少。

(2) 有氧呼吸過程中消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳體積相等，種子吸收的O2和釋放的CO2之比為1∶3，根據(jù)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸反應(yīng)式，則有氧呼吸釋放的CO2為1，有1/6份的葡萄糖參與有氧呼吸，無(wú)氧呼吸釋放的CO2為2，有1份葡萄糖參與無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是1/(1+1/6)= 6/7。第10d時(shí)，大豆種子干重降到最低，說明呼吸速率與光合速率大致相當(dāng)。

III. 根據(jù)題意，a代表呼吸速率，a+b代表凈光合速率，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在26℃-29℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用逐漸增強(qiáng)，實(shí)際光合強(qiáng)度應(yīng)為2a+b，變化趨勢(shì)是也是逐漸增強(qiáng)。在26℃時(shí)，葉片光照時(shí)增重最多，黑暗中消耗有機(jī)物最少，維持10小時(shí)光照，14小時(shí)黑暗，菠菜能最大限度增加的重量是（3+1）×10—1×14=26mg。

檢測(cè)指標(biāo)	呼吸速率	凈光合速率	真正(總) 光合速率
CO2	釋放量(黑暗)	吸收量	利用量、固定量、消耗量
O2	吸收量(黑暗)	釋放量	產(chǎn)生量
有機(jī)物	消耗量(黑暗)	積累量	制造量、產(chǎn)生量