Question

【題目】研究者選取南瓜幼苗進(jìn)行了無土栽培實驗，下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(guān)問題。

（1）A點時葉肉細(xì)胞中O2的移動方向是__________。研究者用含18O的葡萄糖追蹤根細(xì)胞有氧呼吸中的氧原子，其轉(zhuǎn)移途徑是____________________。

（2）據(jù)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(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)控制的最低溫度為__________℃。

（3）限制AB段CO2吸收速率的主要因素是____________________，圖中_________點光合作用制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的兩倍。

（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(jìn)行持續(xù)供氧。一段時間后，測得用12%的氧氣處理植株的干重顯著低于另一組，原因是____________________。

Answer 1

【答案】（1）從葉綠體移向線粒體和從葉綠體移向外界 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳（1分）

（2）高（1分） 20（1分）

（3）溫度（1分） B、D

（4）根系呼吸速率下降，影響根對無機(jī)鹽的吸收，從而使光合作用固定的有機(jī)物減少

【解析】（1）A點以后植物開始吸收空氣中的CO2，說明在A點之前，植物光合作用利用的CO2來自呼吸作用。A點恰好呼吸作用產(chǎn)生的CO2全部用于光合作用，此時光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，所以葉綠體中進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的O2全部轉(zhuǎn)移到線粒體中。有氧呼吸中，含有18O的葡萄糖通過有氧呼吸第一階段，產(chǎn)生含有18O的丙酮酸；有氧呼吸第二階段，丙酮酸生成含有18O的CO2，即氧原子的轉(zhuǎn)移途徑為葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。

（2）由圖可知，20℃之后， 植物從外界吸收CO2的量保持不變，說明隨著溫度的增加，光合作用強(qiáng)度不再改變 。而20℃之后，呼吸作用強(qiáng)度仍在增加。而酶的活性受溫度影響較大，所以可以得知，光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶的敏感度高。為獲得最大經(jīng)濟(jì)效益，需保證有機(jī)物生成量大于有機(jī)物的消耗量。即在此溫度下，光合作用強(qiáng)度處于最大，而呼吸強(qiáng)度處于較低水平，所以應(yīng)控制最低溫度為20℃，可以獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

（3）影響光合作用速率的因素為光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度。由圖可知，AB段溫度較低，所以限制CO2吸收速率的主要因素是溫度。虛線代表的是呼吸作用強(qiáng)度，實線代表凈光合強(qiáng)度。當(dāng)兩曲線相交時，說明呼吸作用強(qiáng)度=凈光合強(qiáng)度，而總光合強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度+凈光合強(qiáng)度，所以兩曲線相交時（B、D兩點），光合作用制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的兩倍。

（4）根吸收無機(jī)鹽需要消耗能量，這部分能量來自于根的有氧呼吸。而在氧氣濃度較低的環(huán)境下，根有氧呼吸強(qiáng)度較弱，無法產(chǎn)生充足能量，所以無法吸收充足的無機(jī)鹽。無機(jī)鹽會影響光合作用的進(jìn)行，所以光合作用強(qiáng)度降低，固定的有機(jī)物減少。