Question

下图甲表示某豆科植物叶肉细胞中C₃的相对含量在夏季某天24h内（有一段时间乌云遮蔽）的变化趋势，图乙表示该豆科植物种子吸水萌发过程中CO₂释放速率和O₂吸收速率的变化趋势（以葡萄糖为底物）。据图回答问题：

（1）该豆科植物生成C₃的场所是______。图甲中AB段C₃相对含量不变的原因是_________，CD段C₃相对含量增加的原因是______________________，FG段C₃相对含量减少加快的原因是____________________，与G点相比，H点[H]含量较__________（填“高”或“低”）。

（2）图乙中，12h时O₂的吸收速率：CO₂的释放速率＝3：8，则此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖比值为___________。

（3）胚根长出后，CO₂释放速率加快的主要原因是_________________________________。

Answer

叶绿体基质 AB段没有光照，不进行光合作用 乌云遮蔽，光照减弱，[H]和ATP合成减少，C3还原减弱，而CO2固定正常进行 温度较高，气孔关闭，CO2供应不足，CO2固定减弱，而C3还原正常进行 低 1:5 胚根冲破种皮，O2供应增多，有氧呼吸速率加快（合理即可）

【解析】

分析图甲：影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等，由于该图表示夏季的某天，因此影响该植物光合作用的环境因素主要为光照强度和二氧化碳浓度。由于题干中提出“有一段时间乌云遮蔽”，这会导致光照强度减弱，光反应减弱，将抑制暗反应过程中三碳化合物的还原，而二氧化碳固定仍在进行，因此三碳化合物的含量将上升，对应曲线中的CD段。

分析图乙：种子萌发过程中，当胚根未长出时，种子不能进行光合作用，进行细胞呼吸作用，消耗细胞中的有机物，为种子萌发提供能量和营养，有机物的总量下降。当胚根长出后，种子可以从土壤中获取营养物质。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量。根据图中的二氧化碳和氧气量的变化，可以判断12h～24h，种子主要进行无氧呼吸，胚根长出后，种子的有氧呼吸速率明显增大。

（1）CO2固定形成C3，场所是叶绿体基质。AB段没有光照，不进行光合作用，没有C3合成与还原，故相对含量不变。CD段，上午8时左右，C3相对含量增加，可能是乌云遮蔽，光照减弱，[H]和ATP合成减少，C3还原减弱，而CO2固定正常进行，导致C3相对含量增加。FG段，13时左右，C3相对含量减少加快，可能是温度较高，细胞失水，导致气孔关闭，CO2供应不足，CO2固定减弱，而C3还原正常进行。与G点相比，H点气孔已打开，C3形成增多，还原C3时[H]消耗增加，且H点光照弱，光反应弱，[H]含量较低，所以与G点相比，H点[H]含量较低。

（2）有氧呼吸过程中物质对应关系:C6H12O6～6O2～6CO2，无氧呼吸过程中物质对应关系:C6H12O6～2CO2，12h时O2的吸收速率∶CO2的释放速率＝3∶8，可判断有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖比为3/6∶5/2=1∶5。

（3）胚根长出后，O2供应增加，有氧呼吸速率加快，CO2释放速率加快。