Question

7．红掌是半阴生高等植物，图1表示夏季时红掌在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，图2表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下测得的温度与光合、呼吸作用的关系曲线．请回答下列相关问题：

注：曲线叶绿素a/b表示叶绿素a含量与叶绿素b含量之比．
（1）图1中当遮光比例达到10%以上时，叶绿素含量增加，其中叶绿素b的含量增加更多．当遮光比例达到90%时，该植物能（填“能”或“不能”）进行光合作用．遮光比例大于30%时，导致净光合速率迅速降低的环境因素主要是光照强度．
（2）图1中与10%遮光处理相比，不遮光处理的红掌植株干重较小，请分析其可能的原因是光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合作用速率下降．由此给予农业生产的启示是合理遮光可提高作物产量．
（3）据图2回答：
①光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关酶的最适温度更高，光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是40℃．
②若在环境温度为30℃时，突然减弱光照强度，叶绿体中三碳化合物含量瞬时上升的原因是[H]、ATP供应不足，三碳化合物化合物还原受阻而积累．当环境温度处于55℃～60～C之间时，与光合作用和呼吸作用两者相关的酶的活性情况是光合作用相关酶失活，呼吸作用相关酶活性低．

Answer 1

分析 本题主要考查光合作用和呼吸作用的过程．
1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同．
2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖．

解答 解：（1）当遮光率达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量增加，其中叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加更多．当遮光率达到90%时，由于植物个体净光合作用等于0，呼吸速率大于0，故该植物能进行光合作用．遮光比列大于30%时，导致净光合速率迅速降低的环境主要因素是光照强度．
（2）图1中与10%遮光处理相比不遮光处理的红掌植物植株干重较小，原因可能是光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合作用速率下降．由此给予农业生产的启示是合理遮光可提高作物产量．
（3）①呼吸作用的酶的最适温度较光合作用的酶的最适温度高．据图2分析，呼吸速率随着温度变化的情况可用虚线表示，实线表示净光合速率，故实线与横轴的交点表示光合速率与呼吸速率相等，此时对应的温度是40℃．
②30℃时，突然减弱光照强度，叶绿体中三碳化合物含量瞬时上升的原因是[H]、ATP供应不足，三碳化合物化合物还原受阻而积累．由于底部叶片衰老，酶活性降低等因素的影响，同一红掌植株的底部叶片呼吸作用比顶部叶片弱．
故答案为：
（1）叶绿素b    能    光照强度
（2）光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合作用速率下降    合理遮光可提高作物产量
（3）①呼吸    40
②[H]、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累    光合作用相关酶失活，呼吸作用相关酶活性低

点评 曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点中，起点、转折点、终点，曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等，隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解题的基础．本题解题的关键是明确坐标曲线图的含义，要从图中读出呼吸作用强度，以及呼吸作用速率和光合作用速率相等的点．