Question

下图1为某高等植物叶肉细胞内光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①～⑤表示相关生理过程，a～f表示相关物质；图2为该植物在CO₂浓度适宜的情况下，单位时间内气体的吸收量或消耗量随温度变化的曲线图，请据图分析并回答问题：

（1）图1中f代表________，图2中A点时能发生图1中过程________(填数字序号)。研究者用含¹⁸O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子，其转移途径是C₆H₁₂O₆→________(用图1中字母和箭头表示)。

（2）图2中B点时，比较图1中过程②消耗的d和过程⑤消耗的b，两者的数量关系是________(填d<b、d＝b或d＝2b)。

（3）图2中C点时植物的总光合速率________(填大于、等于或小于)D点时总光合速率，原因是__________________________________________。

（4）据图2分析，限制AC段CO₂吸收速率的主要因素是________。温室栽培该植物时，若一天中保持光照12小时，其余时间黑暗，为获得最大经济效益，光照时应控制的最低温度为________。

Answer

[H] ①②③④⑤ e→d d＝2b 小于 两点的净光合速率相等，但D点时呼吸速率更高 温度 20 ℃

【解析】

题图①～⑤表示的生理过程依次为光合作用的光反应、暗反应、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段；a～f表示的物质依次为[H]、O2、H2O、CO2、丙酮酸、[H]。

（1）由分析可知：图1中f代表[H]，图2中A点时表示呼吸速率和光合速率相等，此时能发生光合作用和呼吸作用的各个阶段，即图1中的过程①②③④⑤。研究者用含18O的葡萄糖追踪叶肉细胞有氧呼吸过程中的氧原子，则葡萄糖经过有氧呼吸的过程进入丙酮酸、二氧化碳，故其转移途径可表示为C6H12O6→e→d。

（2）图2中B点时，表示在该温度调节下，植物光合作用的吸收的二氧化碳和细胞呼吸消耗的二氧化碳相等，即净光合速率与呼吸速率相等，由真光合速率=净光合速率+呼吸速率；故此时图1中过程②消耗的d（真光合速率）=⑤（呼吸作用）消耗的b+净光合速率，即d＝2b。

（3）图2中，C点和D图点的净光合速率相等，但是D点的呼吸速率大于C点的呼吸速率，又因总光合速率=呼吸速率+净光合速率，故可推测C点时植物的总光合速率小于D点时总光合速率。

（4）图2中，随着温度的升高，AC段的CO2吸收速率在不断升高，故知限制AC段CO2吸收速率的主要因素是温度。温室栽培该植物时，若一天中保持光照12小时，其余时间黑暗，为获得最大经济效益，即意味着图中的净光合速率最大时对应的温度值，不难看出，20 ℃时达到最大，而此后温度上升净光合速率不再增加，而此时的呼吸速率还在增加，故光照时应将温度控制在20 ℃。