Question

15．光合作用和细胞呼吸是植物体的重要生理功能，请据图分析回答下列问题．

（1）植物以葡萄糖为底物时的有氧呼吸的总反应式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量．与乳酸菌发酵相比，图1中呼吸过程中特有的步骤是②③（填数字）．
（2）为了探究温度对光合作用的影响，首先应在图2装置的烧杯内加入二氧化碳缓冲液（NaHCO₃溶液），水柱的高度变化表示的是净光合速率（填“真光合速率”或“净光合速率”）．
（3）将多株健壮的生长状态相同大小相似（假设干重相同）的该植株幼苗均分甲乙两组，置于图2的装置中．甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理．10小时后，甲乙植株烘干称重，分别记为M_甲、M_乙．若M=M_甲-M_乙，则M的准确含义是甲组植株在10小时内（或实验过程中）光合作用合成的有机物总量．
（4）图3中B点时，植物体的光合作用速率等于（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率．如果植物的呼吸速率始终不变，则在5～15min内，该植物光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是3.6×10^-6mol/h．

Answer 1

分析 据图分析：图1表示有氧呼吸，其中①②③分别表示有氧呼吸的三个阶段，A表示葡萄糖，物质B表示[H]，物质C表示氧气，物质D表示二氧化碳．
图2实验为探究温度对光合作用的影响，该实验探究的是温度对光合作用的影响，因此温度是自变量，其余的是无关变量．
图3中在0～5min之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气的减少量可表示呼吸作用消耗量，同时也可以计算出呼吸速率；5min之后，给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的减少量可以表示净光合作用量．

解答 解：（1）以葡萄糖为底物时的有氧呼吸的总反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量．由图可知图1中的①②③分别是有氧呼吸第一、二、三阶段，而乳酸菌是厌氧型生物，只能进行无氧呼吸，和有氧呼吸的第一阶段相同，故特有的是②③．
（2）探究光合作用需要提供二氧化碳，故应放入CO₂缓冲液或NaHCO₃溶液．由于植物既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，应水柱的高度变化氧气的释放量，即净光合速率．
（3）据题意可知：甲组适宜光照处理，乙组黑暗处理．10小时后，甲乙植株烘干称重，分别记为M_甲、M_乙，M_甲是甲组植株在10小时内光合作用积累有机物的量，即净光合量，M_乙测量的是甲组植株在10小时内呼吸作用消耗有机物的量，若M=M_甲-M_乙，则M的准确含义是甲组植株在10小时内（或实验过程中）光合作用合成的有机物总量，即总光合量．
（4）图2中B点时，容器内氧气量不再变化，就整个植株而言光合速率=呼吸速率，但是植物体有些部位只进行呼吸作用如根，故叶肉细胞内的光合作用速率大于呼吸作用速率．据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用，所以呼吸作用每分钟消耗氧气量=（5-4）×10^-7mol/5min=0.2×10^-7mol/min；5～15min之间，小麦的净光合作用产生氧气的速率=（8-4）×10^-7mol/10min=0.4×10^-7mol/min；故在5～15min内，小麦的氧气产生速率=净速率+呼吸消耗=0.4×10^-7mol/min+0.2×10^-7mol/min=6×10^-8mol/min=3.6×10^-6mol/h．
故答案为：
（1）C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+大量能量      ②③
（2）二氧化碳缓冲液（NaHCO₃溶液）　净光合速率
（3）甲组植株在10小时内（或实验过程中）光合作用合成的有机物总量
（4）等于  3.6×10^-6

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的过程以及温度影响其速率的实验探究，要求考生能够识记光合作用和有氧呼吸的物质变化过程；明确有氧呼吸和无氧呼吸的异同点；具有一定的实验设计和探究能力．