Question

【題目】研究者選取南瓜幼苗進行了無土栽培實驗，圖為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化的曲線圖。請分析回答相關問題：

（1）A點時葉肉細胞中02的移動方向是__________________，有氧呼吸過程中，葡萄糖中氧在分子間的轉移途徑是_____________________________。

（2）據圖分析，光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度_________；溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為_______℃。

（3）限制AB段C02吸收速率的主要因素 ______。圖中C點光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的 _________倍。

（4）研究者分別用12%的氧氣和22%的氧氣對兩組幼苗的根系進行持續供氧。一段時間后，測得用12%的氧氣處理的植株的干重顯著低于另一組，原因是_______________________。例如，____________等無機鹽含量低，從而導致植物體光合色素含量減少。

Answer 1

【答案】從葉綠體移向線粒體 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 高 20 溫度 2.5 根部供氧速率下降，產生的能量少，影響根細胞通過主動運輸的方式對無機鹽的吸收 Mg2+或 NO3-

【解析】

本題采用圖文結合的形式考查學生對光合作用過程及其影響的環境因素、有氧呼吸過程等相關知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

(1) 圖中實線所示的從空氣中吸收的CO2量表示凈光合速率，凈光合速率＝實際光合速率－呼吸速率。A點時葉肉細胞的凈光合速率等于零，此時光合速率與呼吸速率相等，葉肉細胞中O2的移動方向是從葉綠體移向線粒體。有氧呼吸過程概括地分為三個階段：第一階段是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，產生少量的[H]，并釋放少量的能量；第二階段是丙酮酸與水一起被徹底分解生成CO2和[H]，釋放少量的能量；第三階段是前兩個階段產生的[H]與氧結合生成H2O，并釋放大量的能量。可見，在有氧呼吸過程中，葡萄糖中氧在分子間的轉移途徑是：葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。

(2) 分析圖示可知，光合作用達到最大值時所對應的最低溫度比呼吸作用達到最大值時所對應的最低溫度低，說明光合酶的最適溫度低于呼吸酶的最適溫度，所以光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度高。20℃是植物從空氣中吸收CO2量達到最大值時所需要的最低溫度，此時植物的凈光合速率最大，積累的有機物最多，最有利于植物生長，因此溫室栽培該植物，為獲得最大經濟效益，應控制的最低溫度為20℃。

(3) 隨著溫度升高，AB段從空氣中吸收的CO2量逐漸增多，說明限制AB段C02吸收速率的主要因素是溫度。圖中C點，凈光合速率（從空氣中吸收的CO2量）為30，呼吸速率（呼吸作用O2消耗量）為20，因此實際光合速率＝30＋20＝50，可見，光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的50÷20＝2.5倍。

(4)與用22%的氧氣對幼苗的根系進行持續供氧的實驗組相比，用12%的氧氣對幼苗的根系進行持續供氧的實驗組，因根部供氧速率下降，產生的能量少，影響根部細胞通過主動運輸的方式吸收無機鹽，從而導致植物體光合作用速率下降，因此一段時間后，用12%的氧氣處理的植株的干重顯著低于用22%的氧氣處理的另一組。例如Mg2+或 NO3-等無機鹽含量低，從而導致植物體光合色素含量減少。