Question

【題目】(I)為了探究溫度、光照強度對植物吸收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）和不同的光照強度對某植物進行光合作用實驗，得到如下圖所示的結果：

⑴ 光照強度在a ～k范圍內，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) / 單位時間來表示，那么在光照強度為g、溫度為t1時，該植物產生O2的速率是_____________摩爾/單位時間。

⑶ 在光照強度為k的情況下， 該興趣小組根據(jù)實驗結果，得出“此植物在溫度為t1時，吸收CO2的速率最大”的結論。但是僅依據(jù)圖示結果，就得出上述結論并不妥當。請你在該興趣小組的實驗基礎上提出改進思路：在___________范圍內設置溫度梯度，光照為________進行實驗。

II．某研究小組對一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長過程開展研究，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)，定期檢測萌發(fā)種子的干重變化，結果如圖所示。據(jù)圖分析：

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

(2)種皮未突破前，種子以無氧呼吸為主，第4 d，實驗小組測得種子吸收的O2和釋放的CO2之比為1∶3，此時大豆細胞內有機物酒精增多，產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。

III.為探究菠菜葉片的光合作用和細胞呼吸，進行了如下實驗，操作流程及記錄結果如下（單位：mg）：

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

Answer 1

【答案】光照溫度6t2和t1之間和大于t1k細胞呼吸，分解了有機物6/710不斷增強不斷增強26

【解析】

本題考查細胞呼吸、光合作用，考查對環(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，關鍵是明確實際光合速率、表觀光合速率、呼吸速率三者之間的關系，根據(jù)圖中曲線或表格數(shù)據(jù)定量分析光合速率。

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

⑵在光照強度為g、溫度為t1時，該植物CO2吸收速率代表凈光合速率，為4摩爾/單位時間，呼吸速率為2摩爾/單位時間，產生O2的速率代表實際光合速率，為4+2=6摩爾/單位時間。

⑶ 在光照強度為k的情況下， t1時吸收CO2的速率大于t2。吸收CO2速率最大時的溫度可能介于t2和t1之間，也可能大于t1，探究吸收CO2速率最大時的溫度，自變量為溫度，應在可能范圍內設置溫度梯度，光照強度為無關變量，各組實驗應保持適宜且相同，應在光照強度為k時進行實驗。

II． (1)種子萌發(fā)過程中需要通過呼吸作用分解儲存的有機物，為萌發(fā)過程中細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)有氧呼吸和無氧呼吸反應式，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，無氧呼吸釋放的CO2為2，有1份葡萄糖參與無氧呼吸，產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，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。

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，實際光合強度應為2a+b，變化趨勢是也是逐漸增強。在26℃時，葉片光照時增重最多，黑暗中消耗有機物最少，維持10小時光照，14小時黑暗，菠菜能最大限度增加的重量是（3+1）×10—1×14=26mg。

檢測指標	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	產生量
有機物	消耗量(黑暗)	積累量	制造量、產生量