Question

某生物实验小组将将绿色的小麦放在特定实验装置内，研究环境因素对小麦光合作用和呼吸作用的影响。

实验一：实验小组研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO₂的吸收量与释放量为指标。实验结果如表所示，请分析回答。

温度(℃)	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2(mg/h)	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

①该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高，其原因是______________________________。

②若昼夜不停进行光照，则该植物生长的最适宜温度是__________。若每天交替进行12小时光照12小时黑暗，温度均保持在35℃的条件下，该植物不能正常生长，原因是_________________________________________________________________________________________________。

实验二： 实验小组将绿色的小麦放在温度适宜的密闭容器中，在不同的光照条件下，测定该容器内O₂量的变化，实验结果如图所示。请分析回答：

①若向密闭容器中加入¹⁸O标记的O₂，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到含¹⁸O的有机产物。请写出¹⁸O最短的转移途径及涉及的生理过程(用文字和箭头表示)：__________________________。

② 在0～5 min内，该容器内O₂量减少的原因是______________________________________。在5～15 min内，该容器内O₂量增加的速率逐渐减小，这是因为________________________。

③同一小麦植株的底部叶片细胞呼吸强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是______________。

Answer

一定温度范围内，酶的活性随温度的增高而增强 25℃ 12小时光照下植物积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物少 呼吸作用消耗O2 光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降 底部叶片衰老，酶活性降低

【解析】

1、植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量。

2、由题图曲线可知，该曲线的纵轴表示密闭容器中氧气量的变化，密闭容器中细胞呼吸使氧气量减少，光合作用使氧气量增加，密闭容器中氧气变化是光合作用和细胞呼吸作用的共同结果，由曲线可知，0∼5分钟是黑暗条件，细胞不能进行光合作用，因此密闭容器中氧气减少是细胞呼吸的结果，5∼15分钟，密闭容器中氧气增加，说明光合作用大于呼吸作用，15分钟之后，密闭容器中氧气含量不变，说明光合作用与呼吸作用强度相等。

实验一：

①在一定范围内，随着温度的升高，与呼吸作用有关的酶的活性增强，进而呼吸速率升高。

②在昼夜不停的光照下，分析表格数据可以看出，25℃时净光合作用最高，最适合植物生长。若温度保持在35℃的条件下，交替进行12小时光照、12小时黑暗，则植物积累有机物的量=12×净光合-12×呼吸，温度保持在35℃，12小时积累的有机物的量（12×3.00）要小于12小时黑暗中消耗有机物的量（12×3.50），因此在此条件下该植物不可以正常生长。

实验二：

①若向密闭容器中加入18O标记的O2，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。这是因为氧气参与有氧呼吸第三阶段产生水，水参与有氧呼吸第二阶段会产生CO2，而CO2参与光合作用的暗反应形成淀粉，所以淀粉中也会有放射性，如下所示：

。

②在0∼5min内，因为没有光照，所以植物只进行呼吸作用消耗氧气，导致该容器内氧气量减少。而在5∼15min内，有了光照，植物能进行光合作用，光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐减小，光合作用速率逐渐下降，与呼吸作用的差值逐渐减小，氧气量增加速率减小。

③由于底部叶片衰老，酶活性降低等因素的影响，所以同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部的弱。