Question

20．如圖甲表示在某密閉裝置中，一晝夜內(nèi)每小時測得的某綠色植物周圍空氣中O₂和CO₂的相對含量．圖乙是該植物體內(nèi)碳元素的轉(zhuǎn)移路徑，回答下列問題：

（1）圖甲中F對應時刻，總光合速率和呼吸速率之間的關系是總光合速率大于呼吸速率．該植物一晝夜有機物積累量最多的時刻是t₄．
（2）圖乙中②④過程發(fā)生的場所分別是葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)．
（3）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當土壤干旱時，該植物根細胞會迅速合成某種化學物質(zhì)X．有人推測根部合成的X物質(zhì)運輸?shù)饺~片，能調(diào)節(jié)氣孔的開閉．某同學做了如下實驗：從該植株剪取若干大小和生理狀態(tài)一致的葉片，隨機均分為四組，分別將葉柄下部浸在不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液及三種不同濃度X的完全培養(yǎng)液中，以分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔導度（氣孔開放程度）之間的關系，一段時間后，測出實驗組的有關數(shù)據(jù)．結果表明：隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，植物光合作用強度減弱，原因可能是X使氣孔導度逐漸減小，CO₂吸收減少．

Answer 1

分析 1、密閉容器中二氧化碳、氧氣的相對含量變化是光合作用和呼吸作用共同決定的，當光合作用大于呼吸作用時，密閉容器中氧氣相對含量增加，二氧化碳相對含量減少，當光合作用小于呼吸作用時，密閉容器中氧氣相對含量減少，二氧化碳的相對含量增加氧氣或二氧化碳含量變化的拐點是光合作用與呼吸作用強度相同的點，圖中D、E和G、H是光合作用與呼吸作用相同的點．
2、題圖乙①是二氧化碳與五碳化合物結合形成三碳化合物的過程，叫二氧化碳固定，②是三碳化合物還原形成有機物的過程，叫三碳化合物還原，該過程還形成了五碳化合物，①②是光合作用的暗反應階段，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；③過程是葡萄糖酵解形成丙酮酸的過程，是有氧呼吸第一階段，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，④是有氧呼吸第二、第三階段，發(fā)生在線粒體中，④過程也可能是無氧呼吸第二階段，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中．

解答 解：（1）由題圖甲可知，F(xiàn)點密閉容器中氧氣相對含量增加，二氧化碳的相對含量減少，說明光合作用大于呼吸作用；t₂到t₄之前，光合作用大于呼吸作用，有機物積累，t₄時光合作用與呼吸作用相等，t₄之后，光合作用小于呼吸作用，有機物減少，因此該植物一晝夜有機物積累量最多的時刻是t₄．
（2）圖乙中②屬于暗反應，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，③可能是有氧呼吸第二、第三階段或無氧呼吸第二階段，前者發(fā)生在線粒體中，后者發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中．
（3）該實驗的目的是探究X物質(zhì)與氣孔導度的關系，實驗的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是氣孔導度，實驗設計因應該遵循對照原則和單一變量的原則，因此方法是從該植株剪取若干大小和生理狀態(tài)一致的葉片，隨機均分為四組，分別將葉柄下部浸在不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液、三種不同濃度X的完全培養(yǎng)液中，一段時間后分析葉片中X物質(zhì)濃度與氣孔導度的關系；隨著培養(yǎng)液中X濃度的增大，葉片中X濃度增大，氣孔導度降低，二氧化碳通過氣孔進入葉肉細胞的速度降低，植物光合作用強度減弱．
故答案為：
（1）總光合速率大于呼吸速率   t₄
（2）葉綠體基質(zhì)   細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)
（3）若干大小和生理狀態(tài)一致的    不含物質(zhì)X的完全培養(yǎng)液     X使氣孔導度逐漸減小，CO₂吸收減少

點評 本題旨在考查學生理解光合作用和呼吸作用過程中的物質(zhì)變化和場所，光合作用與呼吸作用之間的關系，光照強度、二氧化碳濃度對光合作用的影響，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡，并應用相關知識結合題干信息和題圖信息進行推理、解答問題．