Question

將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中。研究在10℃、20℃的溫度下，分別置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用，結(jié)果如下圖所示：

（1）該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的_________倍。

（2）該葉片在10℃、5000勒克斯的光照條件下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是_________mg。

（3）該葉片在20℃、20000勒克斯的光照下，如果光合作用合成的有機物都是葡萄糖，每小時產(chǎn)生的葡萄糖為_________mg。

Answer 1

（1）3  （2）4  （3）7.03

解析:

本題所考查光合作用和呼吸作用的關(guān)系，以及影響光合作用和呼吸作用的因素。本題在能力方面，主要考查學生運用所學基礎(chǔ)知識分析、理解圖表資料和解答有關(guān)問題的能力；同時也考查學生運用簡單的化學計算，定量地解釋生物學問題的能力。光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把CO₂和H₂O合成有機物（糖類等），并釋放O₂的過程。光合作用的強弱受光強度和溫度等外界條件的影響。

呼吸作用（一般指有氧呼吸）是指植物細胞在O₂的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO₂和H₂O，同時釋放大量能量的過程。

呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織，在單位時間內(nèi)，分解有機物的速率。它是植物呼吸作用強弱的生理指標。由于測定有機物分解的速率非常困難。所以一般以植物釋放CO₂或吸收氧氣的速率來衡量呼吸速率。本題是用單位數(shù)量的活體組織，在單位時間內(nèi)，吸收氧氣的速率來反應呼吸速率。呼吸作用的強弱受溫度的影響。植物的光合作用和呼吸作用是植物體內(nèi)相互對立的兩個過程，在光照下，植物體既進行光合作用，又進行呼吸作用；在黑暗中，植物體只進行呼吸作用。在相同溫度下，植物的呼吸作用速率在白天和晚上基本是相等的。

解答此題時首先應仔細審題，確定該題所考查的知識點，再針對試題所設(shè)置的問題，充分利用題中給出的條件分析解答。

（1）該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的多少倍？解答該問時，應首先想到，呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織，在單位時間內(nèi)分解有機物的速率，本題中用葉片吸收O₂的速率來衡量。在黑暗條件下，葉片不進行光合作用，無氧氣產(chǎn)生；此時葉片吸收的O₂量都是呼吸作用所消耗的，該葉片在單位時間內(nèi)吸收O₂的量，就是呼吸消耗的O₂量，也就是呼吸速率。從A圖不難看出，在20℃下，該葉片在2小時（或1小時）內(nèi)氧氣的吸收量是3 mg（或1.5mg），在10℃下氧氣的吸收量是1 mg（或0.5 mg）。所以該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃的下的3倍。

（2）從B圖可以看出，該葉片在此條件下，1小時釋放的氧氣量為3.5mg。但這并不是該葉片1小時光合作用產(chǎn)生的全部氧氣量，因為葉片同時在進行呼吸作用消耗氧氣，從第一圖可以查出，在10℃下該葉片1小時的呼吸耗氧量是0.5mg，所以，光合作用產(chǎn)生的氧氣量等于實測的葉片釋放氧氣量加上呼吸作用消耗氧氣量，即3.5+0.5=4 mg。

（3）解答第（3）個問題時可按以下思路進行：①計算該葉片在上述條件下每小時光合作用產(chǎn)生的O₂量。從B圖可知，在20℃、20000勒克斯的光照條件下，O₂的釋放量為6mg；從A圖可知，在20℃下，呼吸作用耗O₂量為1.5mg，所以每小時光合作用產(chǎn)生的O₂量應該是7.5mg。②根據(jù)光合作用產(chǎn)生的O₂量，計算產(chǎn)生的葡萄糖量。依據(jù)光合作用反應式可知。產(chǎn)生6分子O₂時，合成1分子葡萄糖，則產(chǎn)生7.5gO₂時，合成的葡萄糖量為7.03mg。