Question

【题目】研究人员用一定大小的新鲜菠菜的叶子进行了如下图所示的一系列实验。试分析回答：

（1）指示剂使用麝香草酚蓝，其变色范围是：pH=6．0呈黄色，pH=7．0呈墨绿色，pH=7．6呈蓝色，结果如下：

试管编号	①	②	③	④
实验开始时指示剂颜色	绿色	绿色	绿色	绿色
实验完成后指示剂颜色	蓝色	绿色	黄色	绿色

分析试管颜色变化原因：

则试管①指示剂变蓝的原因是___________________；

则试管③指示剂变黄的原因是_________________________________；

该实验中起到对照作用的是___________________试管（填试管编号）。

实验后得到以下相关图形分析，根据图形回答相关问题：

（2）能进行图一反应的是____________试管（填试管编号）， 图一中的A 和C分别代表___________________________。若图二是在CO2浓度为0．1％的条件下进行实验测得的曲线，其中表示光补偿点的是____________（填字母）。在其他条件不变的情况下，当CO2浓度改用0．3％时重新进行上述实验，在图二中光饱和点向___________方向移动。

（3）若图三表示在图二的a光照强度下该叶片的一个叶肉细胞，则图中不该有的箭头是_________________（填字母），此时该细胞产生ATP的场所有______________。

（4）图曲线表示在4种实验条件下测定的不同光照强度对光合作用速率的影响。

①0．10％CO2，温度在30℃　　②0．10％CO2，温度在20℃

③0．03％CO2，温度在30℃ ④0．03％CO2，温度在20℃

由实验结果分析得出：__________________________都能影响光合速率。③和④曲线重叠的主要原因是：___________________________________。

（5）为了探究植物体呼吸强度的变化规律，研究人员在不同的温度和空气不同的氧含量下，测定了菠菜叶的二氧化碳释放量，其数据如下表所示（表中为相对值）。请据其分析回答：

O2含量 CO2释放量温度	0．1%	1．0%	3．0%	10．0%	20．0%	40．0%
3°C	6．2	3．6	1．2	4．4	5．4	5．3
10°C	31．2	53．7	5．9	21．5	33．6	32．6
20°C	46．4	35．2	6．4	38．9	65．5	67．2
30°C	59．8	21．4	8．8	56．6	100	102
40°C	48．2	17．3	7．1	42．4	74．2	73．5

①该实验数据是在__________________试管（填试管编号）所示实验环境条件下测得的。

②研究人员在对数据分析时，发现在温度、氧含量分别为_______________的条件下所测数据最可能是错误的。

③就表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是温度、氧含量分别为_________。

④此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是______________________________。

⑤表中数据反映出当氧含量从20%上升到40%时，植物的呼吸强度一般保持相对稳定，其原因是________________________。

Answer 1

【答案】光合作用强度大于呼吸作用强度，表现吸收CO2，使PH上升 遮光无法进行光合作用，只进行呼吸作用释放CO2，使PH下降 ②和④ ①号试管 ATP和C3酸（3-磷酸甘油酸） a 右 ef 细胞溶胶、线粒体、叶绿体 光强、CO2浓度、温度 受低CO2浓度的限制 ③号试管 10℃、1．0% 3℃、3．0% 细胞溶胶、线粒体 受酶的数量（活性）影响等

【解析】

解答本题的关键是掌握光合作用与呼吸作用的过程，能够根据各个试管的条件判断其可以进行的代谢类型和溶液颜色发生改变与否的原因。植物细胞在光照下可以进行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳，使得溶液的pH升高；呼吸作用释放二氧化碳，使得溶液的pH降低。

图中试管①在强光下，新鲜菠菜的叶子光合作用强度大于呼吸作用强度，因此溶液的pH升高，溶液的颜色由绿色变成蓝色；试管②④中没有新鲜菠菜的叶子，所以溶液的pH不变，颜色也不变；试管③被锡纸包裹，不能接受光照，则新鲜菠菜的叶子只能进行呼吸作用，产生的二氧化碳使得溶液的pH降低，所以溶液呈黄色。

图一表示光合作用，其中A是ATP，B是五碳化合物，C是三碳化合物，D是有机物（CH2O）；

图二是净光合速率随着光照强度而发生变化的曲线图，其中a点为光补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等；

图三中Ι是叶绿体，Ⅱ是线粒体，Ⅲ是细胞质基质，a、c、f是氧气，b、d、e是二氧化碳。

（1）根据以上分析已知，试管①中光合作用强度大于呼吸作用强度，表现为吸收CO2，使pH上升，所以指示剂变蓝；试管③遮光条件下无法进行光合作用，只进行呼吸作用释放CO2，使pH下降，所以指示剂变黄；而②和④中没有叶片，且④没有光照，都是对照试验。

（2）上面（1）图表示的是光合作用过程，可以进行光合作用的试管是①；根据以上分析已知，图一中A是ATP，C是三碳化合物（C3酸）；图二中a点为光补偿点；在其他条件不变的情况下，当CO2浓度改用0.3%时重新进行上述实验，即增加了二氧化碳的浓度，则光合速率增大，因此光饱和点将向右方移动。

（3）若图三表示在图二的a光照强度下该叶片的一个叶肉细胞，此时整个叶片的光合速率与呼吸速率相等，则一个叶肉细胞的光合速率应该大于呼吸速率，因此图中不应该出现的箭头是e、f，此时合成ATP的场所有细胞质基质（细胞溶胶）、线粒体和叶绿体。
（4）据图分析，影响光合速率的因素有光强度、温度和二氧化碳浓度；③和④的温度相同，而两条曲线重叠，可能是受低CO2浓度的限制。

（5）根据题干信息分析，该实验的目的是探究植物体呼吸强度的变化规律，应该排除光照对实验的影响，因此该实验数据是在③号试管所示实验环境条件下测得的。根据表格数据分析，温度、氧含量分别为10℃、1.0%的条件下所测数据不符合一定的变化规律，最可能是错误的。就表中数据分析，蔬菜长期贮藏应该尽量降低呼吸速率，因此最佳环境控制条件是温度、氧含量分别为3℃、3.0%。此条件下植物细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，因此细胞内二氧化碳的产生场所有细胞质基质和线粒体。表中数据反映出当氧含量从20%上升到40%时，植物的呼吸强度一直保持相对稳定，可能是受酶的数量（活性）等因素的影响。