Question

17．在我国南方稻田种植紫云英已有悠久历史，利用上部$\frac{2}{3}$作饲料喂猪，下部$\frac{1}{3}$作绿肥，既养猪又肥田．研究紫云英的结构及生理过程有利于指导农业生产、提高粮食产量．请回答下列问题：
（1）图甲为紫云英叶肉细胞中的生物膜及在其上所完成的一个生化反应，该生物膜是叶绿体类囊体薄膜，其吸收的光能用于水的光解及ATP合成．
（2）图乙是在CO₂浓度一定、温度25℃、不同光照强度条件下测得的紫云英叶片光合速率．请据图分析：A和B两点，植物叶肉细胞产生ATP的共同场所是细胞质基质和线粒体；C点时，该植物总光合速率为20[mg/（100cm²叶•h）]（用CO₂吸收量表示）．
（3）为了探究光照强度和CO₂浓度对植物光合作用强度的影响，甲、乙两个研究性学习小组的同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行了实验，获得的实验结果如表所示．
甲组：A植物在不同条件下单位时间内O₂释放量（mL）

CO2浓度	灯泡的功率（单位：W）
	20	50	75	100	200	300
0.1%	3.4	16.0	28.2	40.5	56.5	56.5
0.03%	2.3	11.2	19.8	27.6	27.5	27.6

乙组：B植物在不同条件下单位时间内O₂释放量（mL）

CO2浓度	灯泡的功率（单位：W）
	20	50	75	100	200	300
0.1%	2.6	9.1	19.5	55.7	75.6	102.6
0.03%	1.8	8.4	18.9	54.2	75.2	101.8

①甲组的实验方案中自变量是光照强度、二氧化碳浓度，实验中需要控制的无关变量有温度、光照时间、植株大小等（答出一点即可）．
②阳光不充足地区，大棚种植A、B两种植物时，光照最可能成为限制B植物正常生长的因素．菜农往往通过在大棚内养殖蘑菇来提高A、B两种植物的产量，采用这种方法增产效果更好的植物是A．

Answer 1

分析 分析图甲：图甲生物膜上能发生水的光解反应，该反应发生在光合作用的光反应阶段，场所是类囊体膜；图中①为光合色素；②为磷脂分子．
分析乙图：图乙是在CO₂浓度一定、温度25℃、不同光照强度条件下测得的紫云英叶片光合速率，其中A点时，植物细胞只进行呼吸作用；AB段，光合速率小于呼吸速率；B点为光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率；B点之后，光合速率大于呼吸速率

解答 解：（1）由以上分析可知图甲为叶绿体中的类囊体薄膜，其吸收的光能用于水的光解及ATP合成．
（2）A点时，植物叶肉细胞只能进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，而B点时，植物叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，产生ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质，因此这两点产生ATP的共同场所是细胞质基质和线粒体；由图可知，图示条件下叶肉细胞的呼吸速率为5mg/100cm²叶•小时，C点时的净光合速率为15mg/100cm²叶•小时，因此该植物C点时的总光合速率=呼吸速率+净光合速率=5+15=20mg/100cm²叶•小时．
（3）①实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO₂浓度，因此实验的其它变量均为无关变量，包括温度、光照时间、植株大小等．
②A植物的光饱和点为100W对应的光照强度，代表阴生植物；B的光饱和点至少为300W对应的光照强度，代表阳生植物；则在阳光不充足地区，光照最可能成为限制B植物正常生长的主要生态因素．大棚中蘑菇作为分解者，分解有机物产生二氧化碳，可以提高大棚内的二氧化碳浓度，增强植物光合作用，采用这种方法增产效果更好的植物是A．
故答案为：
（1）叶绿体类囊体薄膜　水的光解及ATP合成
（2）细胞质基质和线粒体　20
（3）①光照强度、二氧化碳浓度　 温度、光照时间、植株大小等
②B　A

点评 本题结合某生物膜结构图解和曲线图，考查光合作用和呼吸作用、影响光合速率的环境因素，要求考生识记光合作用和呼吸作用的具体过程，能准确判断图甲生物膜的名称；掌握影响光合速率的环境因素，能准确分析曲线图中点、线段的含义，再结合所学的知识答题，属于考纲理解和应用层次的考查．