Question

13．某科研人員將綠色的小麥植株放在溫度適宜的密閉容器內(nèi)，在黑暗和適宜的光照條件下，測(cè)定該容器內(nèi)氧氣量的變化如圖所示．分析回答：
（1）小麥葉肉細(xì)胞光合作用中，CO₂進(jìn)入葉肉細(xì)胞后被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供[H]和ATP，催化三碳化合物還原的酶存在于葉綠體基質(zhì)．
（2）將小麥綠葉中提取的色素溶液放在光源和分光鏡之間，在光譜中可以看到明顯變暗的區(qū)域是紅光和藍(lán)紫光．分離色素所依據(jù)的原理是不同的色素在層析液中的溶解度不同．
（3）B點(diǎn)時(shí)，植株的光合作用速率等于（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率．A點(diǎn)以后的短時(shí)間內(nèi)，葉片細(xì)胞內(nèi)C₅的量將增加．
（4）在0～5min內(nèi)，該容器內(nèi)氧氣量減少的原因是呼吸作用消耗氧氣．在5～15min內(nèi)，該容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因?yàn)楣夂献饔檬姑荛]容器內(nèi)的CO₂濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降．
（5）如果小麥葉片的呼吸速率始終不變，則在5～15min內(nèi)，小麥葉片光合作用的平均速率（用氧氣產(chǎn)生量表示）是6×10^-8mol/min．
（6）同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強(qiáng)度比頂部葉片弱，其內(nèi)部原因最可能是底部葉片衰老，酶活性降低（或者酶的數(shù)量減少）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：在0～5min之間，容器處于黑暗條件下，此時(shí)植物只進(jìn)行呼吸作用，因此氧氣的減少量可表示呼吸作用消耗量，同時(shí)也可以計(jì)算出呼吸速率；5min之后，給予光照，此時(shí)植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此氧氣的減少量可以表示凈光合作用量．

解答 解：（1）小麥葉肉細(xì)胞光合作用中，CO₂進(jìn)入葉肉細(xì)胞后被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供[H]和ATP供能和供氫，催化三碳化合物還原的酶存在于 葉綠體基質(zhì)．
（2）將小麥綠葉中提取的色素溶液放在光源和分光鏡之間，在光譜中可以看到明顯變暗的區(qū)域是紅光和藍(lán)紫光．分離色素所依據(jù)的原理是不同的色素在層析液中的溶解度不同．
（3）B點(diǎn)時(shí)，植物光合作用和呼吸作用同時(shí)進(jìn)行，呼吸作用消耗光合作用產(chǎn)生的氧氣，B點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氧氣量不再發(fā)生變化，說(shuō)明光合作用產(chǎn)生的氧氣正好被呼吸作用消耗掉，即呼吸作用速率等于光合作用速率．A點(diǎn)給予光照，植物開(kāi)始進(jìn)行光反應(yīng)，導(dǎo)致C₃化合物開(kāi)始還原，C₃化合物合成不變，因此C₃化合物在短時(shí)間內(nèi)減少，同時(shí)C₅的來(lái)路增加，去路不變，因此含量增加．
（4）據(jù)圖可知，0～5分鐘之間，小麥葉片在暗室中只進(jìn)行呼吸作用．10～15min給予光照后，小麥葉片進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生了大量氧氣．隨著光合作用的進(jìn)行，光合作用使密閉容器內(nèi)的CO₂濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降．
（5）據(jù)圖可知，0～5分鐘之間，小麥葉片在暗室中只進(jìn)行呼吸作用，所以呼吸作用每分鐘消耗氧氣量=（5-4）×10^-7mol÷5min=0.2×10^-7mol/min；5～15min之間，小麥的凈光合作用速率=（8-4）×10^-7mol÷10min=0.4×10^-7mol/min；故5～15min小麥的平均光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸消耗=0.4×10^-7mol/min+0.2×10^-7mol/min=6×10^-8mol/min．
（6）同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強(qiáng)度比頂部葉片弱，其內(nèi)部最可能的原因是底部葉片衰老，酶活性降低．
故答案為：
（1）[H]和ATP   葉綠體基質(zhì)
（2）紅光和藍(lán)紫光　不同的色素在層析液中的溶解度不同
（3）等于   增加
（4）呼吸作用消耗氧氣    逐漸減小   光合作用使密閉容器內(nèi)的CO₂濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降（2分）
（5）6×10^-8
（6）底部葉片衰老，酶活性降低（或者酶的數(shù)量減少）

點(diǎn)評(píng) 本題以曲線圖為載體，考查了光合作用和呼吸作用之間的關(guān)系以及影響光合作用的環(huán)境因素，意在考查考生的析圖能力、數(shù)據(jù)處理能力和圖文轉(zhuǎn)化能力，難度適中．考生要明確圖中黑暗時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，光照時(shí)光合作用和呼吸作用同時(shí)進(jìn)行，由此分別計(jì)算出呼吸速率和凈光合速率；并且運(yùn)用公式：總光合速率=凈光合速率+呼吸速率．