Question

【题目】如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是在一定条件下测得的某绿色植物光照强度与光合速率的关系；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况，请回答下列问题。

(1)图1中，将该植物叶片置于60klx光照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则该24小时内每100cm2叶片的光合作用所固定的CO2的量为__________mg。（光照强度单位：klx；CO2吸收速率单位：mg/100cm2.h）

(2)图2中限制D点光合作用速率的主要环境因素是________，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量________(填“较低”、“相等”、“较高”)。要想使叶绿体内C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是________________________。

(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，将记录结果绘成曲线如图3，请据此回答。

①该实验的目的是：______________________________。

②从图解分析，c点以后曲线上行，其原因是_________________。

Answer 1

【答案】315 光照强度 较高 停止提供CO2或增强光照 探究CO2浓度对光合作用速率的影响 NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

【解析】

图1中，1点细胞只进行呼吸作用； 2点时光合速率等于呼吸速率；3段光合速率大于呼吸速率。

图2中，图中可以看出，BC段光合作用增长速率最大，到D点光合作用增长率降为0，此时光合作用强度达到最大。

(1)分析题图可知，60klx光照下，植物净光合作用的强度是25mg/h，实际光合作用的强度是25+10=35 mg/100cm2h，因此，植物一天中只有9小时光照，因此每100cm2叶片的光合作用所消耗的CO2的量为35×9=315mg。

(2) 图2表示光合作用增长率，只要光合作用增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时(即D点)光合作用速率达到最大；此时CO2浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO2应是光照强度；C点与D点相比，D点时CO2浓度较高，故还原时需消耗[H]和ATP较多，所以C点叶绿体中[H]的含量较高。要使C3含量下降，有两种方法，一为不提供CO2，导致C3的生成量减少，而消耗量不变，C3含量下降；二为增强光照，C3的消耗量增加，而生成量不变，C3含量下降。

(3) ①从题意可知，实验的单一变量是不同浓度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2，所以该实验的目的是探究CO2浓度对光合作用速率的影响；②根据题意，圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，时间越短光合作用强度越大，从图③可知，bc段NaHCO3溶液浓度继续上升，所以此时曲线平缓的限制因素可能为光照强度；曲线上升表明光合作用减弱(产生的氧气减少)，而c点之后NaHCO3增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低。