Question

【題目】科研人員將某綠色植物放在溫度適宜的密閉容器內(nèi)（如圖1所示），先經(jīng)暗處理后置于恒定光照下并測定容器內(nèi)氧氣的變化量，測量的結(jié)果如圖2所示，回答下列問題：

（1）植物以葡萄糖為底物時(shí)有氧呼吸的總反應(yīng)式：__________________________________。

（2）將多株健壯的生長狀態(tài)相同且大小相似（假設(shè)干重相同）的該植株幼苗均分為甲、乙兩組，置于圖1的裝置中，甲組適宜光照處理，乙組黑暗處理，其他條件相同且適宜。10小時(shí)后，將甲乙兩組中的植株烘干稱重，分別標(biāo)記為M甲、M乙，若M=M甲-M乙，則M的準(zhǔn)確含義是__________________________________________________________________。

（3）圖2中，B點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的光合作用速率__________（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率。在5~15min內(nèi)，該容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因?yàn)?/span>____________________________________。如果該植物的呼吸速率始終不變，則在5~15min內(nèi)，植物光合作用的平均速率（用氧氣產(chǎn)生量表示）是_________mol/min。

Answer 1

【答案】C6H12O6+6H2O+6O2→（酶）6CO2+12H20+能量 甲組植株在10小時(shí)內(nèi)（或?qū)嶒?yàn)過程中）光合作用合成的有機(jī)物總量 大于 光合作用使密閉容器內(nèi)的CO2濃度逐漸降低，光合作用速率減慢，凈光合作用速率降低 610-8

【解析】

本題旨在考查植物的呼吸作用與光合作用的相關(guān)計(jì)算；根據(jù)題意和分析可知：在0~5min之間，容器內(nèi)處于黑暗條件下，此時(shí)植物只進(jìn)行呼吸作用，因此氧氣的減少量可表示呼吸作用消耗量，同時(shí)也可以計(jì)算出呼吸速率；5min之后，給予光照，此時(shí)植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此氧氣的減少速率可以表示凈光合作用速率。根據(jù)題意，甲組適宜光照處理，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用與光合作用；乙組黑暗處理只進(jìn)行呼吸作用；M甲=植株原來質(zhì)量＋凈光合作用積累量、M乙=植株原來質(zhì)量-呼吸作用消耗量，故M=M甲-M乙=凈光合作用積累量＋呼吸作用消耗量=總光合作用合成有機(jī)物量。

（1）有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程；植物以葡萄糖為底物時(shí)有氧呼吸的總反應(yīng)式：

（2）根據(jù)題意，甲組適宜光照處理，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用與光合作用；乙組黑暗處理只進(jìn)行呼吸作用； M甲=植株原來質(zhì)量＋凈光合作用積累量、M乙=植株原來質(zhì)量-呼吸作用消耗量，故M=M甲-M乙=凈光合作用積累量＋呼吸作用消耗量=總光合作用合成有機(jī)物量，則M的準(zhǔn)確含義是甲組植株在10小時(shí)內(nèi)（或?qū)嶒?yàn)過程中）光合作用合成的有機(jī)物總量。

（3）圖2中，B點(diǎn)時(shí)，容器內(nèi)氧氣量不再變化，就整個(gè)植株而言光合速率=呼吸速率，但植物體某些部位如根只進(jìn)行呼吸作用，故葉肉細(xì)胞內(nèi)的光合作用速率大于呼吸作用速率。在5~15min內(nèi)，光照強(qiáng)度不變，隨著光合作用的進(jìn)行，密閉容器內(nèi)的CO2濃度逐漸降低，光合作用速率減弱，故該容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小。據(jù)圖可知，0~5min內(nèi)，該植物只進(jìn)行呼吸作用，所以呼吸作用消耗氧氣速率=（5-4）×10-7mol/5min=0.2×10-7 mol/min；在5~15min內(nèi)，植物凈光合作用產(chǎn)生氧氣速率=（8-4）×10-7 mol/10min=0.4×10-7 mol/min，如果該植物的呼吸速率始終不變，則在5~15min內(nèi)，植物光合作用的平均速率（用氧氣產(chǎn)生量表示）=凈光合速率+呼吸消耗速率=0.4×10-7 mol/min+0.2×10-7 mol/min=6×10-8 mol/min。