Question

如图表示在温度适宜的条件下测得的A、B两种植物的光合作用强度与光照强度的关系。请据图回答下列问题：

（1）图中N（光补偿点），A植物的叶肉细胞光合作用生成的氧气_______（填“相等”“大于”或“小于”）其细胞呼吸利用的氧气。光照强度时刻限制A和B植物CO₂吸收量的主要环境因素分别是____________________

（2）A植物在光照强度为___________k1x范围内时，表现为有机物积负累值；此时植物细胞内消耗[H]的场所有______________________________________。

（3）当光照强度为12k1x时，B植物光合作用固定的CO₂量约为_____mg·m^—2·h^—1；假设一天光照8小时，如果要使A植物在一昼夜有机物的积累量大于0，则白天的平均光照强度应大于________klx.

Answer

大于 光照强度、CO2浓度 0～3 叶绿体基质、线粒体内膜 8 9

【解析】

据图分析：①当光照强度（CO2浓度）为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
②当二氧化碳的吸收量为0时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
③当二氧化碳的吸收量小于0时，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
④当二氧化碳的吸收量大于0时，光合作用强度大于呼吸作用强度。

（1）分析题图可知，纵坐标为CO2吸收速率，光照强度为0时，CO2的吸收速率是负值，说明曲线表示的是植物的净光合速率，N点为光补偿点，此时刻，A植物净光合作用释放的氧气等于0，A植物体内能进行光合作用的为叶肉细胞，体内所有细胞都进行细胞呼吸，局部的叶肉细胞光合作用产生的氧气=全部细胞细胞呼吸消耗的氧气，故叶肉细胞自身的光合作用产生的氧气＞其自身利用的氧气。由A植物曲线可知，随着光照强度的增加，A植物的光合速率继续增加，因此此时限制其CO2吸收量的主要环境因素是光照强度；由B植物曲线可知，随着光照强度的增加，B植物的光合速率不再增加，且由题干可知温度适宜，因此此时限制其CO2吸收量的主要环境因素是CO2浓度。

（2）分析图可知，A植物在光照强度为3klx时，光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，光照强度小于3klx时，光合速率小于呼吸速率，光照强度大于3klx时，光合速率大于呼吸速率，所以当光照强度在0~3klx范围内时，有机物负积累。此时，细胞既可以进行呼吸作用在线粒体内膜上[H]与氧气反应生成水并释放能量，也可以进行光合作用在叶绿体基质进行暗反应［H］参与三碳化合物的还原。

（3）据图可知A植物的呼吸速率为4mg·m2·h1，B植物的呼吸速率为2mg·m-2·h-1，当光照强度为12klx时，B植物光合作用固定的CO2量即真光合速率，真光合速率=净光合速率+呼吸速率=6+2=8mg·m-2·h-1。假设一天光照8小时，则晚上黑暗时间为24-8=16小时，黑暗时植物只进行呼吸作用，白天时，植物既进行光合作用又进行呼吸作用。要使A植物在一天有机物的积累量大于0，就是要保证8小时的净积累的有机物要大于16小时呼吸消耗的有机物，设净光合速率为xmg·m-2·h-1，则光照8小时的CO2吸收速率为8xmg·m-2·h-1，黑暗16小时的呼吸速率为16×4=64mg·m-2·h-1，若要8x＞64，则x＞8mg·m-2·h-1，由图可知净光合速率为8mg·m-2·h-1时，所对应的光照强度为9klx，所以白天的平均光照强度应大于9klx。