Question

【題目】某研究者對某一大豆新品種種子萌發和幼苗生長過程開展研究，首先將大豆種子置于水分、空氣、光照等條件適宜的環境中培養，定期檢測萌發種子的重量變化，結果如圖甲所示。圖乙表示在光照充足CO2濃度適宜的條件下，溫度對大豆真正光合作用速率和呼吸作用速率的影響，其中實線表示光合作用速率，虛線表示呼吸作用速率，圖丙為大豆在適宜條件下，光合作用速率隨光照強度變化的示意圖。請據圖回答：

（1）如圖甲所示，實驗小組在第4天測得的種子吸收的O2量與釋放的CO2量之比為1：3，此時大豆細胞內有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比值為__________；6天后種子重量減少的主要原因是___________，第_____________天，大豆的光合速率與呼吸速率大致相當，研究者用含18O的葡葡糖追根細胞有氧呼吸中的氧原子，其轉移途徑是__________________________。

（2）由圖乙可知：與_____________作用有關的酶對高溫更為敏感。

（3）已知圖丙是在30℃條件下繪制而成的曲線，從理論上分析，如果溫度變為45℃，圖中b點將向___移。

（4）某研究性小組的同學將兩株長勢、葉面積等完全相同的大豆放在甲乙兩種玻璃容器內，使之處于氣密狀態，甲玻璃容器無色透明，乙玻璃容器用黑紙罩住。實驗處在適直溫度的暗室中并從距玻璃0．3m處用不同功率的燈泡分別給于光照1h。其間用儀器記錄了該容器內氧氣濃度的變化（濃度單位為g/m3·h），結果如下。請據表分析回答：

	15W	20W	25W	30W	35W	40W	45W
甲	-6	-4	-2	0	2	5	10
乙	-10	-10	-10	-10	-10	-10	-10

甲容器在光照25W時產生氧氣量是_____________g/m3·h，如果每天光照12h，當光照強度為_________W時。此植物才能正常生長發育。

Answer 1

【答案】1∶6 細胞呼吸分解了有機物，并且此時還不能進行光合作用產生有機物 10 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 光合作用 右 8g/m3h 45W

【解析】

從圖甲看出，隨著種子萌發天數的增加，種子重量先增加后降低，然后在10天后增加；

從圖乙看出，在高溫時，真正光合作用速率曲線比呼吸作用速率曲線下降的快，說明與光合作用有關的酶對高溫更為敏感；并且在溫度為30℃條件下，真正光合作用速率與呼吸作用速率的差值最大；當環境溫度為40℃時，真正光合作用速率等于呼吸作用速率．凈光合作用速率=真正光合作用速率-呼吸作用速率，只有凈光合作用速率大于零時，植物才能生長。

從圖丙看出隨著光照強度的不斷增加，光合作用增強，而呼吸作用基本不變。

（1）如果底物是葡萄糖，則進行有氧呼吸時吸收6分子O2，釋放6分子CO2，進行無氧呼吸釋放2分子CO2，設無氧呼吸過程消耗的葡萄糖為X，則無氧呼吸產生的二氧化碳為2X，有氧呼吸消耗的葡萄糖為Y，有氧呼吸過程吸收的氧氣為6Y，產生的二氧化碳為6Y，由題意可得關系式：6Y∶（6Y+2X）=1∶3，解得：X∶Y=6∶1，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比值為1∶6；

6天后種子重量減少的主要原因是細胞呼吸分解了有機物，并且此時還不能進行光合作用產生有機物；第10天大豆的呼吸速率與光合速率大致相當，所以此時種子的重量維持穩定，第10天后，種子重量增加，說明光合作用大于呼吸作用。

用含18O的葡萄糖追蹤根細胞有氧呼吸中的氧原子，在有氧呼吸過程中，葡萄糖首先生成丙酮酸，再在線粒體基質中被徹底分解成CO2，所以其轉移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。

（2）由乙圖可知，在高溫時，真正光合作用速率曲線比呼吸作用速率曲線下降的快，說明與光合作用有關的酶對高溫更為敏感。

（3）丙圖b點代表光合作用速率等于呼吸作用速率，若將乙圖從30℃改變為45℃，從乙圖可知，植物的呼吸作用速率加快，要使光合作用速率等于呼吸作用速率，應增大光照強度，所以乙圖中的b點應向右移。

（4）析題干可知，甲甲玻璃容器無色透明，乙玻璃容器用黑紙罩住，因此乙容器氧氣的變化是呼吸作用強度，甲容器內的氧氣變化是凈光合作用強度，及實際光合作用強度與呼吸作用強度之差，植物呼吸作用強度是10g/m3h，甲容器內氧氣的變化為-2g/m3h，因此甲容器在光照25W時產生氧氣量8g/m3h。

設植物凈光合作用為X時才能正常生長發育時，由題意可得關系式；12X-12×10＞0，解得：X＞10，因此植物凈光合作用為10g/m3h時才能正常生長發育時，該點對應的光照強度是45W。