Question

图一代表植物体内光合作用和呼吸作用的物质转化过程。图二代表在一定条件下，测量植物A和植物B的CO₂的吸收量随光照强度的变化曲线。请据图回答以下问题：

（1）图一中，⑥代表_______，[H]为___________（填“N ADPH”或“NADH”）。

（2）若将¹⁸O₂给予密闭容器中的植物，元素¹⁸O ______（能或不能）出现在植物呼吸作用产生的CO₂中，若对此植物进行遮光处理，容器内的O₂含量将逐渐下降并完全耗尽后ATP合成的场所是____________。植物根尖成熟区细胞能完成图一中a～h中的_______过程。

（3）图二中a点时，植物B的叶肉细胞光合作用强度______（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用强度。当用光照强度为b时，对A、B植物均处理12小时，则A植物比B植物光合作用固定的CO₂多___________(mg/m²)。

（4）从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干小圆叶片，平均分成若干份，抽去叶片细胞内的气体，然后置于不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量小圆叶片上浮至液面所需时间，记录结果绘成曲线如图三，请据此回答。

① 该实验的目的是：_______。② 从图解分析， C点以后曲线上行，其原因应该是_______。

Answer

丙酮酸 NADH 能 细胞质基质 begh 大于 36 探究CO2浓度（NaHCO3浓度）对光合作用速率（或强度）的影响 NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢（或光合作用速率）

【解析】

分析图一可知：物质①～⑦可分别代表NADPH、NADP+、ATP、ADP、H2O、丙酮酸、H2O，过程a、b、c、d、e、f、g、h分别表示CO2吸收、CO2释放、CO2固定、O2产生、O2吸收、O2释放、O2消耗、CO2产生。

分析图二：光照为0时，两种植物均只进行呼吸作用，A植物的呼吸作用相对值为1，B植物的呼吸作用相对值为2。a点对B植物来说净光合作用强度等于0，B植物的有机物积累量为0。b点对B植物来说净光合速率等于呼吸速率，若光照与黑暗相等时间交替，一昼夜B植物的有机物积累量为0。

（1）图一中，⑥代表呼吸作用第一阶段的产物，葡萄糖分解产生[H]和丙酮酸，故⑥代表丙酮酸。呼吸作用中产生的[H]为还原型辅酶Ⅰ，即NADH。

（2）若将18O2给予密闭容器中的植物，18O2参与有氧呼吸第三阶段并产生水，由于水也是细胞呼吸的原料，在有氧呼吸第二阶段与丙酮酸反应产生CO2，水中的氧进入二氧化碳，因此放射性元素能出现在植物呼吸作用产生的CO2中。植物细胞中能产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，其中叶绿体产生ATP需在有光条件下，光反应过程中产生，线粒体需在有氧条件下产生，细胞质基质是有氧呼吸无氧呼吸共同的场所，有氧无氧都能产生ATP，所以对此植物进行遮光处理，容器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽后ATP合成的场所是在细胞质基质中。植物根尖成熟区细胞没有叶绿体，能进行呼吸作用而不能进行光合作用，图一中过程a、b、c、d、e、f、g、h分别表示CO2吸收、CO2释放、CO2固定、O2产生、O2吸收、O2释放、O2消耗、CO2产生，故植物根尖成熟区细胞能完成图一中a～h中的b、e、g、h过程。

（3）由图二可知a点时光合作用强度等于呼吸作用强度，由于进行光合作用的只有叶肉细胞，根或不含叶绿体的部位不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，而此点表示的是整棵植株的光合作用强度等于呼吸作用强度，所以a点时，植物B的叶肉细胞的光合作用强度肯定大于其呼吸作用强度。图二中，A植物的呼吸速率为1，B植物的呼吸速率为2，光照强度为b时，B植物的净光合速率为2，A植物的净光合速率为6。光合作用固定的二氧化碳速率即为总光合速率，总光合速率=呼吸速率+净光合速率，所以B植物的总光合速率为2+2=4，A植物的总光合速率为1+6=7，则每小时A植物的总光合速率比B植物的总光合速率多7-4=3，所以12小时后A植物比B植物光合作用固定的CO2多12×3=36mg/m2。

（4）根据题意，小圆叶片上浮至液面所需时间代表光合作用强度，所以①该实验的目的是探究CO2浓度（NaHCO3浓度）对光合作用速率（或强度）的影响。小圆叶片上浮至液面时间越短说明光合作用强度越大。

②曲线上升表明光合作用减弱（产生的氧气减少），而C点之后NaHCO3增加，导致叶片细胞外的浓度过高，叶片细胞失水从而影响了它的细胞代谢，故而导致光合作用降低。