Question

Ⅰ.图示棉花叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：

（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是__________、____________、__________、___________， [H]代表的物质是_______。

（2）请写出 A、B 过程总反应式_________________________________________。

 Ⅱ.下图甲为在一定浓度的 CO₂ 和适宜温度条件下，测定棉花叶片在不同光照条件下的光合作用速率。图乙是从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份后置于不同浓度的 NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间。请据图回答：

（1）图甲植物叶片的呼吸速率是__________________ mg/100cm²mf·h。

（2）图甲植物在一昼夜中，将该植物叶片置于 c 点光照下 11 小时，其余时间置于黑暗中，则每 100cm² 叶片一昼夜中 CO₂ 的净吸收量为______________mg。

（3）图甲光照强度从 0 增加到 d 的过程中，棉花叶片中有机物积累量（用图甲中 S 表示）____________。

（4）①图乙实验的目的是：__________________________________________________。

②图乙 b 点比 a 点细胞内的 C₅ 含量______________。

③图乙 b 点以后曲线上行，其原因是________________________________________。

Answer

O2 ADP+Pi NADH(或还原型辅酶Ⅰ) 5 45mg S3-S1 探究CO2浓度对光合作用速率的影响 低 NaHCO3浓度过高，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

【解析】

（1）分析棉花叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图：①为O2，②是NADP+，③为ADP＋Pi，④是C5；A、B过程分别为光合作用的光反应阶段和暗反应阶段，C过程为有氧呼吸的第一阶段，D过程表示有氧呼吸的第二、第三阶段。（2）分析曲线图甲：曲线表示植物的净光合速率随光照强度的变化，其中a表示呼吸速率，b表示植物的光合速率=呼吸速率，c表示植物在光饱和点（光合速率达到最大值时所需要的最小光照强度）时达到的最大光合速率。（3）分析题文描述及曲线图乙：不同浓度的NaHCO3溶液为小圆叶片的光合作用提供的CO2浓度不同，小圆叶片上浮到液面的时间代表光合作用速率，时间越短光合作用速率越大，因此图乙所示的实验，其自变量是CO2浓度，因变量是光合作用速率，实验目的是探究CO2浓度对光合作用速率的影响。

I. (1) A、B过程分别为光合作用的光反应阶段和暗反应阶段。在光反应阶段，水在光下分解产生O2和H+并使NADP+形成NADPH，ADP与Pi结合生成ATP；在暗反应阶段，CO2与C5结合生成两个C3，C3接受ATP和NADPH释放的能量并且被NADPH还原，形成糖类和C5。综上所述，图中①、②、③、④代表的物质依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5。C、D过程分别为有氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的第二与第三阶段，其中产生的[H]代表的物质是NADH(或还原型辅酶Ⅰ)。

(2) A、B 过程的总反应式即光合作用的反应式，详见答案。

II. (1) 当光照强度为0时，图甲植物叶片不进行光合作用，但能进行呼吸作用，此时曲线与纵坐标的交点a表示呼吸速率。可见，植物叶片的呼吸速率是5mg/100cm2mf·h。

(2) 图甲植物叶片在 c 点光照下的CO2 的净吸收量为10mg/100cm2mf·h，呼吸速率是5mg/100cm2mf·h。图甲植物在一昼夜中，将该植物叶片置于 c 点光照下 11 小时，其余时间置于黑暗中，则每 100cm2 叶片一昼夜中 CO2 的净吸收量为10×11－5×（24－11）＝45mg。

(3) S1表示0～b间消耗的有机物的量，S3表示b～d之间有机物的净积累量，S2表示b～d之间有机物的消耗量，因此图甲光照强度从 0 增加到 d 的过程中，棉花叶片中有机物积累量为S3－S1。

(4) ①图乙实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，而不同浓度的NaHCO3溶液为小圆叶片的光合作用提供的CO2浓度不同，因变量是光合作用速率，其检测指标是叶圆片上浮所需时间，因此该实验目的是：探究CO2浓度对光合作用速率的影响。

② 在图乙中，与a 点相比，b 点的CO2浓度高，CO2和C5结合形成C3的CO2固定过程快，所以细胞内的 C5 含量低。

③ 图乙 b 点以后曲线上行，说明小圆叶片的光合作用速率变慢，究其原因是：NaHCO3浓度过高，导致细胞失水，从而影响细胞代谢。