Question

20．紅掌是半陰生高等植物，如圖一表示夏季時(shí)紅掌在不同遮光處理?xiàng)l件下凈光合速率的日變化曲線．圖二表示在適宜的光照、CO₂濃度等條件下測(cè)得的溫度與光合作用和呼吸作用的關(guān)系曲線．請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題．

注：曲線葉綠素a/b表示葉綠素a含量與葉綠素b含量之比．
（1）圖一中當(dāng)遮光比例達(dá)到10%以上時(shí)，葉綠素含量增加，其中葉綠素b的含量增加更多，當(dāng)遮光比例達(dá)到90%，該植物能（填“能”或“不能”）進(jìn)行光合作用．遮光比例大于30%時(shí)，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度．
（2）圖一中與10%遮光處理相比不遮光處理的紅掌植物植株干重較小，請(qǐng)分析其可能的原因是光照強(qiáng)度過(guò)大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是：合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）圖二中呼吸速率隨著溫度變化的情況可用虛線（填“實(shí)線”或“虛線”）表示．當(dāng)溫度為60℃時(shí)，CO₂的吸收量與產(chǎn)生量均為0的原因是植物已死亡，光合速率和呼吸速率均為0．
（4）研究小組發(fā)現(xiàn)，同一紅掌植株的底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱的內(nèi)部原因可能是底部葉片衰老，酶活性降低．

Answer 1

分析 本題主要考查光合作用和呼吸作用的過(guò)程．
1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜．有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP．無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，無(wú)氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同．
2、光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類(lèi)囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成葡萄糖．

解答 解：（1）當(dāng)遮光率達(dá)到10%以上時(shí)，隨著遮光比例增加，葉綠素含量增加，其中葉綠素a含量與葉綠素b含量之比下降，說(shuō)明葉綠素b含量增加更多．當(dāng)遮光率達(dá)到90%時(shí)，由于植物個(gè)體凈光合作用等于0，呼吸速率大于0，故該植物能進(jìn)行光合作用．遮光比列大于30%時(shí)，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的環(huán)境主要因素是光照強(qiáng)度．
（2）圖1中與10%遮光處理相比不遮光處理的紅掌植物植株干重較小，原因可能是光照強(qiáng)度過(guò)大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）呼吸作用產(chǎn)生CO₂，故圖2中呼吸速率隨著溫度變化的情況可用虛線表示．當(dāng)溫度為60°C是光合速率和呼吸速率均為0，CO₂的吸收量與產(chǎn)生量均為0的原因是植物已死亡．
（4）研究小組發(fā)現(xiàn)，由于底部葉片衰老，酶活性降低等因素的影響，同一紅掌植株的底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱．
故答案為：
（1）葉綠素b     能              光照強(qiáng)度
（2）光照強(qiáng)度過(guò)大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降           合理遮光可提高作物產(chǎn)量
（3）虛線      光合速率和呼吸速率均為0            植物已死亡
（4）底部葉片衰老，酶活性降低

點(diǎn)評(píng) 曲線是滿足一定條件的點(diǎn)的集合，在這些點(diǎn)中，起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、終點(diǎn)，曲線與縱橫坐標(biāo)以及其他曲線的交叉點(diǎn)等，隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義，明確這些特殊點(diǎn)的含義是解題的基礎(chǔ)．本題解題的關(guān)鍵是明確坐標(biāo)曲線圖的含義，要從圖中讀出呼吸作用強(qiáng)度，以及呼吸作用速率和光合作用速率相等的點(diǎn)．