Question

9．光合作用和呼吸作用是一系列非常復雜的生理過程，受到多種因素的影響．請根據(jù)題意回答下列有關問題．
（1）圖甲表示某綠色植物在一定條件下測得的該植物光照強度與光合作用強度的關系；圖乙是某興趣小組將該植物栽培在密閉玻璃溫室中，用紅外線測量儀測得室內(nèi)的CO₂濃度與時間關系的曲線．請分析回答：

①圖甲中的a點，此時植物細胞內(nèi)直接影響室內(nèi)的CO₂濃度的生命活動是有氧呼吸（呼吸作用）．該過程的反應總式是C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量．
②在光照強度大于klx時，植物才會表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．在d點之后，影響光合作用的主要因素是二氧化碳濃度、溫度．
③若圖甲曲線表示植物在25℃時光照強度與光合作用強度的關系，并且已知該植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，那么在原有條件不變的情況下，將溫度提高到30℃，理論上分析c點將向右移動．
④由圖乙可推知，密閉玻璃溫室中氧氣濃度最大的是h點，光合速率與呼吸速率相等的點是f、h，j點與e點相比，植物體內(nèi)有機物含量發(fā)生的變化是減少．
（2）細胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解．現(xiàn)給你如下試劑：¹⁴C標記的丙酮酸及完全營養(yǎng)液（不含糖）、清水、吸管若干、新配制的澄清石灰水等．請完成下列實驗，探究丙酮酸水解發(fā)生的場所．
實驗步驟：
①取新鮮肝臟組織用胰蛋白酶處理，使之分散為單個細胞．并通過差速離心，得到細胞質基質和線粒體基質提取液（基質都保持生物活性），分裝在標號為1、2的兩支試管中．
②取等量且少量的試管1及試管2中的溶液，分別置于編號為A、B的兩支試管內(nèi)，再取等量的¹⁴C標記的丙酮酸及完全營養(yǎng)液（不含糖）分別加入A、B兩支試管內(nèi)，在適宜條件保溫．
③一段時間后，分別向A、B試管加入等量新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象．
實驗現(xiàn)象與分析：
④若觀察到A試管出現(xiàn)渾濁，B試管不出現(xiàn)渾濁的現(xiàn)象．
可得出結論：細胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場所是細胞質基質．
若觀察到A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象
可得出結論：細胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場所是線粒體基質．

Answer 1

分析 分析圖解：
圖甲中，a點只進行呼吸作用；b點呼吸作用大于光合作用；c點表示光補償點，光合作用等于呼吸作用強度；d點表示光飽和點．
圖乙中，表示密閉玻璃溫室中測定的二氧化碳的變化，曲線上升表示呼吸作用大于光合作用，曲線下降表示光合作用大于呼吸作用，而圖中f、h兩點時光合作用剛好等于呼吸作用．

解答 解：（1）①圖甲中的a點光照強度為零，不能進行光合作用，表示細胞呼吸強度（有氧呼吸），有氧呼吸的總反應式為C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量．
②當有機物合成（光合作用）大于有機物分解（呼吸作用）時，植物會出現(xiàn)生長，即光照強度大2klx時，植物才會表現(xiàn)出生長現(xiàn)象．d點表示光飽和點，所以d點以后不再受光照強度的影響，而受二氧化碳濃度、溫度的影響．
③將溫度提高到30℃時，光合作用速率減慢，呼吸作用速率增強，c點表示光合作用強度等于呼吸作用強度，故c點向右移動．
④丙圖中縱軸表示的是溫室中二氧化碳的量，光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣，因此二氧化碳量最少時就是氧氣積累最多時，即氧氣濃度最大的是h點．f點、h點表示光合速率與呼吸速率相等．j點與e點相比二氧化碳量升高，即有機物分解的多，有機物含量減少．
（2）實驗步驟：根據(jù)實驗的對照性原則和單一變量原則，
②應該取等量的¹⁴C標記的丙酮酸及完全營養(yǎng)液（不含糖）分別加入A、B兩支試管內(nèi)．
③一段時間后，分別向A、B試管加入等量新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象
④若A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說明細胞有氧呼吸的第二階段為丙酮酸的分解的場所是線粒體基質．
故答案為：
（1）①有氧呼吸（呼吸作用）    C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+6H₂O+能量
②2   二氧化碳濃度、溫度
③右
④h   f、h  減少
（2）實驗步驟：②等量的¹⁴C標記的丙酮酸及完全營養(yǎng)液（不含糖）
③等量新配制的澄清石灰水
④A試管不出現(xiàn)渾濁，B試管出現(xiàn)渾濁

點評 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關知識，意在考查考生的識圖能力、分析能力和理解能力，要求考生能用文字、圖表以及數(shù)學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內(nèi)容，能夠確定圖乙中四點中光合作用和呼吸作用強度關系；特別注意“光合作用所消耗的CO₂的量”是指的光合作用總量，與黑暗時間長短無關．