Question

【題目】下面為植物光合作用和呼吸作用有關實驗圖，回答相關問題：

(1)將對稱葉片左側遮光右側曝光(如圖1)，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在適宜光照下照射12小時后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b(單位：g)，則b—a所代表的是12小時內_________________________________。

(2)圖2表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的關系圖，若細胞呼吸的底物是葡萄糖，則在氧濃度為c時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的________倍。當氧濃度為a時，該植物器官進行的細胞呼吸反應式為__________________________________。

(3)圖3中d點時限制光合作用速率的主要環境因素是____________，當光照強度為5klx，若白天給予植物12小時光照，則植物一晝夜需從周圍環境中吸收CO2________mmol。

(4)圖4中O～D間此幼苗細胞呼吸消耗的有機物量為_________(用Sl、S2、S3表示)；光合作用有機物的凈積累量為_________(用Sl、S2、S3表示)。

Answer 1

【答案】截取部分的光合作用制造的有機物總量 1.5 C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量 CO2濃度 12 S1+S3 S2—S1

【解析】

葉片遮光后只能進行呼吸作用，單位時間內的質量變化可表示呼吸強度，葉片曝光時既進行光合作用又進行呼吸作用，單位時間內的質量變化可表示凈光合作用強度。圖2中a點時只進行無氧呼吸，b、c點產生二氧化碳的量大于吸收的氧氣量，故既存在有氧呼吸，又存在無氧呼吸，d點產生的二氧化碳和消耗的氧氣一樣多，說明只進行有氧呼吸。

（1）若將對稱葉片左側遮光在，則葉片只進行呼吸作用，右側曝光，葉片可以進行呼吸作用也可以進行光合作用，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在適宜光照下照射12小時后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b。假設葉片的起始重量是m，則根據左側只進行呼吸作用可知，減少的質量即為12小時呼吸作用消耗的有機物重量，即（m-a）g，根據右側可知12小時凈光合作用積累的有機物重量，即（b-m）g，則12小時內右側截取部分光合作用制造的有機物總量即總光合作用是（m-a）+（b-m）=（b-a）g，所以b—a所代表的是12小時內截取部分的光合作用制造的有機物總量。

（2）圖2中氧濃度為c時，氧氣吸收量相對值為4（按摩爾單位計算，以下相同），根據有氧呼吸的反應式，有氧呼吸產生二氧化碳也為4，有氧呼吸消耗的葡萄糖為4÷6=2/3；根據總共產生二氧化碳為6，則無氧呼吸產生二氧化碳為2，由無氧呼吸的反應式可知，無氧呼吸消耗的葡萄糖為1；故氧濃度為c時，無氧呼吸的葡萄糖消耗量與有氧呼吸的葡萄糖消耗量之比為1÷2/3=1.5倍。圖2中氧氣濃度為a時，細胞不吸收氧氣，故只進行無氧呼吸，無氧呼吸方程式為：。

（3）圖3中d點時隨光照強度增加，光合速率不在增加，此時限制光合作用速率的主要環境因素為CO2濃度，當光照強度為5klx，氧氣釋放速率=二氧化碳吸收速率，為3mmol/h，呼吸速率產生二氧化碳為2mmol/h，若白天給予植物12小時光照，則總光合作用固定二氧化碳的量為（3+2）×12=60mmol，植物一晝夜呼吸產生的二氧化碳為2×24=48mmol，故一晝夜需從周圍環境中吸收CO2的量為60-48=12mmol。

（4）分析圖4可知：圖4中0～D間此幼苗細胞呼吸消耗的有機物量為OAEDB包圍的面積即S1+S3，植物光合作用有機物的生成量是ABCE包圍的面積S2+S3，凈光合作用積累有機物的量為=總的光合作用-呼吸作用，即S2-S1。