Question

选取某植物幼苗进行了无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答相关问题：

（1）A点时叶肉细胞中O₂的移动方向是___________。研究者用含¹⁸O₂的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是___________。

（2）图中____________点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。

（3）研究者分别用12%的氧气和22%的氧气对两组幼苗的根系进行持续供氧。一段时间后，测得用12%的氧气处理植株的干重显著低于另一组，原因是____________。

（4）为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表：

编号	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	10	10	20	20	30	30	40	40
光照强度（lx）	1000	0	1000	0	1000	0	1000	0
12小时后CO2变化量（g）	-0．5	+0．1	-1．5	+0．4	-3．0	+1．0	-3．1	+0．8

（注：“+”表示环境中二氧化碳增加；“一”表示环境中二氧化碳减少）

①用编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合的目的是探究_________。由表可知，植物呼吸作用和光合作用最强的分别是第______编号组实验。

②在编号为1的装置中，叶肉细胞叶绿体中ATP的移动方向是_____________。

③现有一株某植物的叶黄素缺失突变体，将其叶片进行了红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异（“不”或“非常”）显著。

Answer

（1）从叶绿体移向线粒体葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳

（2）B、D

（3）根系呼吸速率下降，影响根对无机盐的吸收，使光合作用固定的有机物减少

（4）①温度对植物呼吸作用速率的影响6、5②基粒（类囊体薄膜）→（叶绿体）基质③不

【解析】（1）A点时光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体，有氧呼吸过程中，葡萄糖中氧的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。

（2）AB段随着温度升高，光合速率增大，限制CO2吸收速率的主要因素是温度。光合作用制造的有机物量是总光合速率，等于净光合速率加上呼吸速率，图中B、D两点时，光合速率是呼吸速率的两倍。

（3）根部供氧速率下降，产生的能量少，影响根部细胞主动运输吸收的Mg2+等矿质元素，Mg2+是叶绿素合成的原料，缺Mg2+直接影响幼苗叶绿素的合成，从而导致植物体光合作用速率下降。

（4）①序号②④⑥⑧可构成另一个相对独立的实验组合，该实验的自变量为温度不同，并且光照强度为0，因此此组实验可探究了温度对植物呼吸作用速率的影响。由于温度会影响酶的活性，在最适温度条件下，酶活性最强，低于或高于该温度，酶的活性均有所下降。因此通过实验可以得出：在一定范围内，植物呼吸作用（强度/速度）随温度的提高而增加；超过一定温度范围，植物呼吸作用（强度/速度）随温度的提高而降低。

根据表格信息可以看出在光照强度为0时，二氧化碳释放的量可以代表呼吸速率即第6组时最多，12小时二氧化碳的变化量为净光合作用，真正的光合速率等于呼吸速率+净光合速率，所以第5组，光合速率最大

②叶肉细胞叶绿体中在类囊体薄膜上合成ATP，在叶绿体基质中消耗ATP，所以ADP的移动方向是基粒（类囊体薄膜）→（叶绿体）基质

③叶黄素主要吸收蓝紫光，所以对红光的吸收比较少。

【考点定位】细胞呼吸的过程和意义、光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

【名师点睛】此类题目关键要区别总光合作用速率、呼吸作用速率和净光合速率的关系，重点要掌握净光合速率表示方法，例如CO2的吸收量和O2释放量，以及有机物的积累量，这些都可以表示净光合速率，而总光合速度用CO2的消耗量，O2的产生量，以及有机物的产生量来表示。最后要知道净光合速率=总光合作用速率—呼吸作用速率。