Question

【題目】研究者選取南瓜幼苗進行了無土栽培實驗，下圖為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化的曲線圖，請分析回答相關問題。

（1）A點時葉肉細胞中O2的移動方向是__________。研究者用含18O的葡萄糖追蹤根細胞有氧呼吸中的氧原子，其轉移途徑是____________________。

（2）據圖分析，光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度__________，溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為__________℃。

（3）限制AB段CO2吸收速率的主要因素是____________________，圖中_________點光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍。

（4）研究者分別用12%的氧氣和22%的氧氣對兩組幼苗的根系進行持續供氧。一段時間后，測得用12%的氧氣處理植株的干重顯著低于另一組，原因是____________________。

Answer 1

【答案】（1）從葉綠體移向線粒體和從葉綠體移向外界 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳（1分）

（2）高（1分） 20（1分）

（3）溫度（1分） B、D

（4）根系呼吸速率下降，影響根對無機鹽的吸收，從而使光合作用固定的有機物減少

【解析】（1）A點以后植物開始吸收空氣中的CO2，說明在A點之前，植物光合作用利用的CO2來自呼吸作用。A點恰好呼吸作用產生的CO2全部用于光合作用，此時光合作用強度等于呼吸作用強度，所以葉綠體中進行光合作用產生的O2全部轉移到線粒體中。有氧呼吸中，含有18O的葡萄糖通過有氧呼吸第一階段，產生含有18O的丙酮酸；有氧呼吸第二階段，丙酮酸生成含有18O的CO2，即氧原子的轉移途徑為葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。

（2）由圖可知，20℃之后， 植物從外界吸收CO2的量保持不變，說明隨著溫度的增加，光合作用強度不再改變 。而20℃之后，呼吸作用強度仍在增加。而酶的活性受溫度影響較大，所以可以得知，光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶的敏感度高。為獲得最大經濟效益，需保證有機物生成量大于有機物的消耗量。即在此溫度下，光合作用強度處于最大，而呼吸強度處于較低水平，所以應控制最低溫度為20℃，可以獲得最大經濟效益。

（3）影響光合作用速率的因素為光照強度、CO2濃度和溫度。由圖可知，AB段溫度較低，所以限制CO2吸收速率的主要因素是溫度。虛線代表的是呼吸作用強度，實線代表凈光合強度。當兩曲線相交時，說明呼吸作用強度=凈光合強度，而總光合強度=呼吸作用強度+凈光合強度，所以兩曲線相交時（B、D兩點），光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的兩倍。

（4）根吸收無機鹽需要消耗能量，這部分能量來自于根的有氧呼吸。而在氧氣濃度較低的環境下，根有氧呼吸強度較弱，無法產生充足能量，所以無法吸收充足的無機鹽。無機鹽會影響光合作用的進行，所以光合作用強度降低，固定的有機物減少。