Question

下图一为某植物在不同O₂浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的CO₂释放体积量变化曲线，图二为不同光照强度条件下，光合作用CO₂体积变化量曲线。假定图一图二情况下，呼吸速率相同，呼吸底物全部为葡萄糖；图一中氧气的吸收量用a表示数值，有氧与无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用b表示数值。请据图回答下列问题：

（1）图一中，当O₂浓度为_____范围时，a=b。O₂浓度为A时，有氧呼吸与无氧呼吸释放的 CO₂ 量的比值是_________，a与b的关系式是_____；此时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比是_____________。

（2）图二为氧浓度为A 点时测量的光合作用随光照强度变化的速率曲线。则光照强度为F时，光合作用吸收的CO₂量可以表示为_____（仅用字母 a 表示）。

（3）当植物从光照强度F点突然降至0，则光合作用过程中引起五碳化合物含量变化的原因是_____。

Answer

CE 1：1 b=2a 3：1 7a 短时间内C5与CO2结合形成C3的过程能进行，但由于光反应停止，C3还原转化为C5受阻，所以C5的含量减少

【解析】

图一的含义：①C点之前，O2吸收量＜CO2释放量→两种呼吸同时进行，且多余CO2来自无氧呼吸；②C点之后，O2吸收量=CO2释放量→只进行有氧呼吸。

图二的含义：F点：是达到光饱和点，在F点及F点之后，光合作用强度随光照强度的增加不再增加。

有氧呼吸消耗1mol葡萄糖消耗6mol氧气，产生6mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳，细胞呼吸产生的二氧化碳的量是有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳的量之和；植物的净光合作用强度等于实际光合作用强度加上呼吸作用强度。

（1）根据有氧呼吸的反应方程式可知，只进行有氧呼吸时，氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量，所以不进行无氧呼吸时，就是图一中，当O2浓度为CE范围时，a=b；O2浓度为A时，表示有氧呼吸消耗的氧气的量等于无氧呼吸，假设都是1，根据有氧呼吸的反应式：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O，则有氧呼吸产生的二氧化碳的量也是1，则图一中氧气的吸收量用a=1，有氧呼吸和无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用b=1+1=2，所以a与b的关系式是b=2a；由题意知，a是氧气吸收量，b是二氧化碳释放量，b=2a时有氧呼吸产生的二氧化碳与无氧呼吸产生的二氧化碳相等，由于消耗等量的葡萄糖有氧呼吸产生的二氧化碳与无氧呼吸产生的二氧化碳之比是3：1，因此产生等量的二氧化碳无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比是3：1。

（2）由（1）可知，氧气浓度为A时，b=2a，即细胞呼吸释放的二氧化碳为2a，分析图二为氧浓度为A点、光照强度为F时测得的净光合作用是5a，因此光合作用固定的CO2量表示为5a+2a=7a。

（3）当光照强度从F点突然降至0，光反应不能进行产生的ATP和[H]，三碳化合物还原不能进行，短时间内二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物仍然进行，因此五碳化合物的产生途径消失，消耗途径仍然正常进行，所以细胞内五碳化合物减少。