Question

I、对农作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指导我们的农业生产．下面是某研究小组以大豆为材料所做的相关实验及其结果，请回答相关问题．
（1）由图甲可推知，与P点相比，Q点限制单株光合强度的外界因素是

 

 （写出两种），图甲给我们的启示是：在栽培农作物时要注意

 

．
（2）种植大豆的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图乙所示．C→F段，叶绿体内ADP含量最高的场所是

 

，一昼夜内植株是否显示生长现象？并说明理由

 

．
（3）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图丙），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则b-a所代表的是

 

．
（4）装置丁（如图）可用来探究光照强度对光合作用强度的影响．根据该图的材料及设置，可以确定该实验的因变量是

 

，自变量是

 

．
II、已知大豆种子萌发过程中有氧呼吸和无氧呼吸过程均能产生CO₂．如图1所示为测定萌发的大豆种子呼吸作用类型所用的装置（假设呼吸底物只有葡萄糖），请分析回答下列问题．
（1）请写出有氧呼吸的总反应式

 

，该反应式中的酶指的是

 

 （填“一种酶”或“一系列酶”），理由是

 

．
（2）为了更准确地检测萌发的大豆种子的呼吸类型，在图示装置基础上设置了另一套装置，请问图示装置应如何改进？

 

．
（3）假设图示装置为A装置，（2）中设计的装置为B装置．
如果A装置液滴

 

，B装置液滴

 

，则说明萌发的大豆种子有氧呼吸和无氧呼吸同时进行．以V（CO₂）代表CO₂释放量，V（O₂）代表O₂消耗量，则V（CO₂）/V（O₂）为

 

 时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,有氧呼吸的过程和意义,无氧呼吸的概念与过程

专题：

分析：第Ⅰ题的四小题需结合题意分析四幅图解答．图甲显示单株光合强度随着种植密度的提高而减弱，这是多因素对光合作用的影响，可排除温度的影响．乙图中由于是大棚内二氧化碳浓度的变化，因此可以比较起始点和终点的二氧化碳浓度．丙图中左侧和右侧为一组对照实验，a侧只进行呼吸作用，而b侧既进行光合作用，又进行呼吸作用．丁图装置用来探究光照强度对光合作用强度的影响时，光照强度为自变量，可通过改变灯泡与烧杯的距离来实现．
图1装置中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳，因此装置中气体量的变化可以表示氧气量的变化，如果进行有氧呼吸，则氧气量减少，液滴应左移；如果进行无氧呼吸，不消耗氧气，液滴不动．

解答： 解：Ⅰ（1）由图甲可推知，与P点相比，Q点种植密度高得多，不通风，缺少二氧化碳供应，相互遮挡阳光，导致光合强度下降，因此Q点限制单株光合强度的外界因素是光照强度、CO₂浓度，图甲给我们的启示是：在栽培农作物时要注意合理密植．
（2）C→F段不断进行光合作用，ATP参加叶绿体基质的暗反应，形成ADP，再转移到叶绿体囊状结构薄膜参加光反应，再生成ATP，因此，叶绿体内ADP含量最高的场所是叶绿体基质；一昼夜大棚内的CO₂浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累，所以植物能生长．当光合作用强度和呼吸作用强度相等时，大棚内二氧化碳浓度不变，是曲线的转折点：B，F；一昼夜内有机物积累最多的点是大棚内二氧化碳被吸收得最多的时刻，就是大棚内二氧化碳浓度最低的点：F点．C点植物即进行光合作用，又进行细胞呼吸，产生ATP的场所有：细胞质基质，叶绿体，线粒体．
（3）假设两侧截取同等面积的叶片原来干物质量为c，在适宜光照下照射12小时后，左侧呼吸量为：c-a；右侧净光合量为：b-c；由于左右对称，所以右侧呼吸量也是c-a；那么右侧实际光合量=净光合量+呼吸量=（b-c）+（c-a）=b-a．所以b-a代表12h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量．
（4）根据该图的材料及设置，自变量为光照强度（通过改变灯与叶片的距离实现），因变量为单位时间内上浮叶片的数量．
Ⅱ（1）以葡萄糖为底物时，有氧呼吸总反应式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂→6CO₂+12H₂O+能量；该反应式中的酶指的是一系列酶，因为有氧呼吸各阶段需要不同的酶催化
（2）萌发的大豆种子的呼吸类型有3种：1，只进行有氧呼吸；2，只进行无氧呼吸；3，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行．因为图示装置用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，如果只进行无氧呼吸，不耗氧，产生的二氧化碳又被吸收，装置气压不变，液滴不移动；如果是只进行有氧呼吸和有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，都耗氧，产生的二氧化碳又被吸收，装置气压降低，液滴左移，无法判断种子到底是只进行有氧呼吸，还是有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，所以要再加上一套装置，将图中20%的NaOH溶液换成蒸馏水，不吸收二氧化碳，其他保持相同，与原来装置对照说明．
（4）如果萌发的大豆种子有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，A装置液滴左移，B装置二氧化碳释放量大于氧气消耗量，气压增加，液滴右移；如果无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等，假设都消耗葡萄糖量为1摩尔，则有氧呼吸产生二氧化碳6摩尔，消耗氧气6摩尔；无氧呼吸场所二氧化碳2摩尔，这样总共产生二氧化碳8摩尔，V（CO₂）÷V（O₂）=

8

6

=

4

3

．
故答案为：
I、（1）光照强度、CO₂浓度，合理密植
（2）叶绿体基质、生长，因为一昼夜大棚内的CO₂浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累
（3）12h内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量．
（4）单位时间内上浮叶片的数量、光照强度（烧杯与台灯之间的距离）
II、（1）有氧呼吸总反应式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂-酶-＞6CO₂+12H₂O+能量
一系列酶     有氧呼吸各阶段需要不同的酶催化
（2）将图中20%的NaOH溶液换成蒸馏水，其他保持相同
（3）左移、右移、

4

3

点评：本题本题属于综合题，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查光合作用的场所、影响光合作用的环境因素及应用、探究呼吸方式等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析曲线图和实验装置图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．