Question

7．紅掌是半陰生高等植物，圖1表示夏季時紅掌在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化曲線，圖2表示在適宜的光照、CO₂濃度等條件下測得的溫度與光合、呼吸作用的關(guān)系曲線．請回答下列相關(guān)問題：

注：曲線葉綠素a/b表示葉綠素a含量與葉綠素b含量之比．
（1）圖1中當(dāng)遮光比例達(dá)到10%以上時，葉綠素含量增加，其中葉綠素b的含量增加更多．當(dāng)遮光比例達(dá)到90%時，該植物能（填“能”或“不能”）進(jìn)行光合作用．遮光比例大于30%時，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的環(huán)境因素主要是光照強度．
（2）圖1中與10%遮光處理相比，不遮光處理的紅掌植株干重較小，請分析其可能的原因是光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）據(jù)圖2回答：
①光合作用和呼吸作用都受溫度的影響，其中與呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度更高，光合速率與呼吸速率相等時對應(yīng)的溫度是40℃．
②若在環(huán)境溫度為30℃時，突然減弱光照強度，葉綠體中三碳化合物含量瞬時上升的原因是[H]、ATP供應(yīng)不足，三碳化合物化合物還原受阻而積累．當(dāng)環(huán)境溫度處于55℃～60～C之間時，與光合作用和呼吸作用兩者相關(guān)的酶的活性情況是光合作用相關(guān)酶失活，呼吸作用相關(guān)酶活性低．

Answer 1

分析 本題主要考查光合作用和呼吸作用的過程．
1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜．有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP．無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同．
2、光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成葡萄糖．

解答 解：（1）當(dāng)遮光率達(dá)到10%以上時，隨著遮光比例增加，葉綠素含量增加，其中葉綠素a含量與葉綠素b含量之比下降，說明葉綠素b含量增加更多．當(dāng)遮光率達(dá)到90%時，由于植物個體凈光合作用等于0，呼吸速率大于0，故該植物能進(jìn)行光合作用．遮光比列大于30%時，導(dǎo)致凈光合速率迅速降低的環(huán)境主要因素是光照強度．
（2）圖1中與10%遮光處理相比不遮光處理的紅掌植物植株干重較小，原因可能是光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降．由此給予農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的啟示是合理遮光可提高作物產(chǎn)量．
（3）①呼吸作用的酶的最適溫度較光合作用的酶的最適溫度高．據(jù)圖2分析，呼吸速率隨著溫度變化的情況可用虛線表示，實線表示凈光合速率，故實線與橫軸的交點表示光合速率與呼吸速率相等，此時對應(yīng)的溫度是40℃．
②30℃時，突然減弱光照強度，葉綠體中三碳化合物含量瞬時上升的原因是[H]、ATP供應(yīng)不足，三碳化合物化合物還原受阻而積累．由于底部葉片衰老，酶活性降低等因素的影響，同一紅掌植株的底部葉片呼吸作用比頂部葉片弱．
故答案為：
（1）葉綠素b    能    光照強度
（2）光照強度過大，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用速率下降    合理遮光可提高作物產(chǎn)量
（3）①呼吸    40
②[H]、ATP供應(yīng)不足，C3化合物還原受阻而積累    光合作用相關(guān)酶失活，呼吸作用相關(guān)酶活性低

點評 曲線是滿足一定條件的點的集合，在這些點中，起點、轉(zhuǎn)折點、終點，曲線與縱橫坐標(biāo)以及其他曲線的交叉點等，隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義，明確這些特殊點的含義是解題的基礎(chǔ)．本題解題的關(guān)鍵是明確坐標(biāo)曲線圖的含義，要從圖中讀出呼吸作用強度，以及呼吸作用速率和光合作用速率相等的點．