Question

某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48h测定温室内CO₂浓度及植物CO₂吸收速率，得到如图所示曲线（整个过程呼吸作用强度恒定），请回答下列相关问题：

（1）实验过程的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所有

 

，12h时CO₂的移动方向是

 

．
（2）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有

 

个，若在12h时突然补充光照，叶绿体内C₃含量变化是

 

．
（3）叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是

 

h时，前24小时比后24小时的平均光照强度

 

．
（4）如果使用相同强度绿光进行实验，c点的位置将

 

（填“上移”、“下移”或“不变”），原因是

 

．
（5）另一研究小组的成员想要探究叶片中光合产物的积累是否会抑制光合作用，以下是他们的实验设计思路：在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测

 

叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是

 

，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：本题主要考查了光合作用的过程．
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．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]的作用下还原生成糖类等有机物．

解答： 解：（1）实验过程的前3小时叶肉细胞只进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．12h时光合作用强于呼吸作用，故CO₂的移动方向是由线粒体移向叶绿体，由细胞外移向叶绿体．
（2）图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，分别是6h时、18h时、30h时、42h时．若在12h时突然补充光照，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C₃增加，而CO₂被C₅固定形成C₃的过程不变，故叶绿体内C₃含量变化是下降．   
（3）由图可知，36h时植物CO₂吸收速率最快，故叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是36h时．前24小时室内CO₂浓度基本不变，后24小时室内CO₂浓度明显减少，说明前24小时比后24小时的平均光合作用弱，故前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（4）如果使用相同强度绿光进行实验，由于植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，实验过程中从温室吸收的CO₂总量将减少，c点的位置将上移． 
（5）在其他实验条件适宜的情况下，对植物部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，与对照组植株的叶片相比，若检测结果是光合产物含量下降，光合速率上升，则说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体    由线粒体移向叶绿体，由细胞外移向叶绿体
（2）4            下降（减少）   
（3）36            弱
（4）上移       植物对绿光吸收很少，光合作用减弱，呼吸作用不变，实验过程中从温室吸收的CO₂总量将减少
（5）未遮光      光合产物含量下降，光合速率上升

点评：本题主要考查学生的析图能力，实验分析能力和作图能力．光合作用需要光照，没有光照就没有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和无光的时候都能进行．在实验设计时要注意两个原则：对照原则和单一变量原则．在实验中还要保证无光变量相同且适宜，要减少无关变量的干扰．