Question

人参是多年生草本植物，喜阴凉，生长于以红松为主的针阔混交林或落叶阔叶林下。当阳光穿过森林中的空隙时形成“光斑”，如图是一株生长旺盛的人参在“光斑”照射前后光合作用吸收CO₂ (实线）和释放O₂ (虚线）气体量的变化曲线，据此分析：

（1）“光斑”开始前，人参叶片细胞积累葡萄糖的速率为_______μmol/(m²•s)。光斑照射开始后，_______(光反应、暗反应）迅速增加，光斑照射后O₂释放曲线的变化说明可能是_______（ATP、ADP、NADPH、NADP⁺)对光反应有限制作用。

（2）第40s后，“光斑”移开，但CO₂吸收速率曲线持续到第60s才下降成水平状态，是因为________________。

（3）图中区域I为图形abcd，区域Ⅱ为图形ade，区域Ⅲ为图形def，现巳知Ⅰ+Ⅱ的面积为84，则图形Ⅱ+Ⅲ的面积为__________。

（4）图中“光斑”开始前和“光斑”移开后的时间段内，CO₂产生的场所是________。

Answer

0.1 光反应 ADP、NADP+ 细胞中积累有一定量的[H]和ATP 84 线粒体基质

【解析】试题分析：影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等。图中光斑开始后，光合速率增强，因此光反应中水光解增多，导致产生的氧气增多；由于光反应产生的[H]和ATP增多，促进暗反应，因此暗反应中二氧化碳固定增强，使二氧化碳吸收量增多；但是光斑离开后，光合作用又减弱。

（1）“光斑”开始前，曲线中氧气的释放速率为0.6，由于光合作用过程中产生的氧气：生成的葡萄糖=6：1，因此人参叶片细胞积累葡萄糖的速率为0.1μmol/m2•s。光斑照射开始后，光照强度增加，则光反应迅速增加，光斑照射后O2释放曲线迅速增加后又降低，可能是合成ATP和NADP的原料是有限的，即ADP、NADP+对光反应有限制作用。

（2）20s到40s之间，氧气的释放多于二氧化碳的吸收，说明水的光解比二氧化碳固定量多，细胞中积累有一定量的[H]和ATP，因此第40S后，“光斑”移开，但CO2吸收速率曲线持续到第60S才下降成水平状态。

（3）图中区域Ⅰ为图形abcd，区域Ⅱ为图形ade，区域Ⅲ为图形def．由于光合作用过程中，吸收的二氧化碳总量等于释放的氧气量，因此Ⅰ+Ⅱ的面积为84，则图形Ⅱ+Ⅲ的面积也为84。

（4）图中“光斑”开始前和“光斑”移开后的时间段内，氧气的消耗量与二氧化碳的产生量相等，说明细胞只能进行有氧呼吸，则CO2产生的场所是线粒体基质。

【点睛】解答本题的关键是根据图形中氧气的产生速率以及光合作用的方程式，计算葡萄糖的产生速率。