Question

9．光合作用和呼吸作用是一系列非常復(fù)雜的生理過(guò)程，受到多種因素的影響．請(qǐng)根據(jù)題意回答下列有關(guān)問(wèn)題．
（1）圖甲表示某綠色植物在一定條件下測(cè)得的該植物光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系；圖乙是某興趣小組將該植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測(cè)量?jī)x測(cè)得室內(nèi)的CO₂濃度與時(shí)間關(guān)系的曲線．請(qǐng)分析回答：

①圖甲中的a點(diǎn)，此時(shí)植物細(xì)胞內(nèi)直接影響室內(nèi)的CO₂濃度的生命活動(dòng)是有氧呼吸（呼吸作用）．該過(guò)程的反應(yīng)總式是C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量．
②在光照強(qiáng)度大于klx時(shí)，植物才會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．在d點(diǎn)之后，影響光合作用的主要因素是二氧化碳濃度、溫度．
③若圖甲曲線表示植物在25℃時(shí)光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系，并且已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，那么在原有條件不變的情況下，將溫度提高到30℃，理論上分析c點(diǎn)將向右移動(dòng)．
④由圖乙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是h點(diǎn)，光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)是f、h，j點(diǎn)與e點(diǎn)相比，植物體內(nèi)有機(jī)物含量發(fā)生的變化是減少．
（2）細(xì)胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解．現(xiàn)給你如下試劑：¹⁴C標(biāo)記的丙酮酸及完全營(yíng)養(yǎng)液（不含糖）、清水、吸管若干、新配制的澄清石灰水等．請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)，探究丙酮酸水解發(fā)生的場(chǎng)所．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①取新鮮肝臟組織用胰蛋白酶處理，使之分散為單個(gè)細(xì)胞．并通過(guò)差速離心，得到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)提取液（基質(zhì)都保持生物活性），分裝在標(biāo)號(hào)為1、2的兩支試管中．
②取等量且少量的試管1及試管2中的溶液，分別置于編號(hào)為A、B的兩支試管內(nèi)，再取等量的¹⁴C標(biāo)記的丙酮酸及完全營(yíng)養(yǎng)液（不含糖）分別加入A、B兩支試管內(nèi)，在適宜條件保溫．
③一段時(shí)間后，分別向A、B試管加入等量新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析：
④若觀察到A試管出現(xiàn)渾濁，B試管不出現(xiàn)渾濁的現(xiàn)象．
可得出結(jié)論：細(xì)胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．
若觀察到A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象
可得出結(jié)論：細(xì)胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)．

Answer 1

分析 分析圖解：
圖甲中，a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用；b點(diǎn)呼吸作用大于光合作用；c點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，光合作用等于呼吸作用強(qiáng)度；d點(diǎn)表示光飽和點(diǎn)．
圖乙中，表示密閉玻璃溫室中測(cè)定的二氧化碳的變化，曲線上升表示呼吸作用大于光合作用，曲線下降表示光合作用大于呼吸作用，而圖中f、h兩點(diǎn)時(shí)光合作用剛好等于呼吸作用．

解答 解：（1）①圖甲中的a點(diǎn)光照強(qiáng)度為零，不能進(jìn)行光合作用，表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（有氧呼吸），有氧呼吸的總反應(yīng)式為C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量．
②當(dāng)有機(jī)物合成（光合作用）大于有機(jī)物分解（呼吸作用）時(shí)，植物會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)，即光照強(qiáng)度大2klx時(shí)，植物才會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)現(xiàn)象．d點(diǎn)表示光飽和點(diǎn)，所以d點(diǎn)以后不再受光照強(qiáng)度的影響，而受二氧化碳濃度、溫度的影響．
③將溫度提高到30℃時(shí)，光合作用速率減慢，呼吸作用速率增強(qiáng)，c點(diǎn)表示光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，故c點(diǎn)向右移動(dòng)．
④丙圖中縱軸表示的是溫室中二氧化碳的量，光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，因此二氧化碳量最少時(shí)就是氧氣積累最多時(shí)，即氧氣濃度最大的是h點(diǎn)．f點(diǎn)、h點(diǎn)表示光合速率與呼吸速率相等．j點(diǎn)與e點(diǎn)相比二氧化碳量升高，即有機(jī)物分解的多，有機(jī)物含量減少．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照性原則和單一變量原則，
②應(yīng)該取等量的¹⁴C標(biāo)記的丙酮酸及完全營(yíng)養(yǎng)液（不含糖）分別加入A、B兩支試管內(nèi)．
③一段時(shí)間后，分別向A、B試管加入等量新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象
④若A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明細(xì)胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)．
故答案為：
（1）①有氧呼吸（呼吸作用）    C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量
②2   二氧化碳濃度、溫度
③右
④h   f、h  減少
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：②等量的¹⁴C標(biāo)記的丙酮酸及完全營(yíng)養(yǎng)液（不含糖）
③等量新配制的澄清石灰水
④A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁

點(diǎn)評(píng) 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力、分析能力和理解能力，要求考生能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容，能夠確定圖乙中四點(diǎn)中光合作用和呼吸作用強(qiáng)度關(guān)系；特別注意“光合作用所消耗的CO₂的量”是指的光合作用總量，與黑暗時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)．