Question

【題目】研究人員用一定大小的新鮮菠菜的葉子進(jìn)行了如下圖所示的一系列實(shí)驗(yàn)。試分析回答：

（1）指示劑使用麝香草酚藍(lán)，其變色范圍是：pH=6．0呈黃色，pH=7．0呈墨綠色，pH=7．6呈藍(lán)色，結(jié)果如下：

試管編號	①	②	③	④
實(shí)驗(yàn)開始時指示劑顏色	綠色	綠色	綠色	綠色
實(shí)驗(yàn)完成后指示劑顏色	藍(lán)色	綠色	黃色	綠色

分析試管顏色變化原因：

則試管①指示劑變藍(lán)的原因是___________________；

則試管③指示劑變黃的原因是_________________________________；

該實(shí)驗(yàn)中起到對照作用的是___________________試管（填試管編號）。

實(shí)驗(yàn)后得到以下相關(guān)圖形分析，根據(jù)圖形回答相關(guān)問題：

（2）能進(jìn)行圖一反應(yīng)的是____________試管（填試管編號）， 圖一中的A 和C分別代表___________________________。若圖二是在CO2濃度為0．1％的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測得的曲線，其中表示光補(bǔ)償點(diǎn)的是____________（填字母）。在其他條件不變的情況下，當(dāng)CO2濃度改用0．3％時重新進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，在圖二中光飽和點(diǎn)向___________方向移動。

（3）若圖三表示在圖二的a光照強(qiáng)度下該葉片的一個葉肉細(xì)胞，則圖中不該有的箭頭是_________________（填字母），此時該細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有______________。

（4）圖曲線表示在4種實(shí)驗(yàn)條件下測定的不同光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響。

①0．10％CO2，溫度在30℃　　②0．10％CO2，溫度在20℃

③0．03％CO2，溫度在30℃ ④0．03％CO2，溫度在20℃

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出：__________________________都能影響光合速率。③和④曲線重疊的主要原因是：___________________________________。

（5）為了探究植物體呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律，研究人員在不同的溫度和空氣不同的氧含量下，測定了菠菜葉的二氧化碳釋放量，其數(shù)據(jù)如下表所示（表中為相對值）。請據(jù)其分析回答：

O2含量 CO2釋放量溫度	0．1%	1．0%	3．0%	10．0%	20．0%	40．0%
3°C	6．2	3．6	1．2	4．4	5．4	5．3
10°C	31．2	53．7	5．9	21．5	33．6	32．6
20°C	46．4	35．2	6．4	38．9	65．5	67．2
30°C	59．8	21．4	8．8	56．6	100	102
40°C	48．2	17．3	7．1	42．4	74．2	73．5

①該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在__________________試管（填試管編號）所示實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下測得的。

②研究人員在對數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)在溫度、氧含量分別為_______________的條件下所測數(shù)據(jù)最可能是錯誤的。

③就表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長期貯藏的最佳環(huán)境控制條件是溫度、氧含量分別為_________。

④此條件下植物細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場所是______________________________。

⑤表中數(shù)據(jù)反映出當(dāng)氧含量從20%上升到40%時，植物的呼吸強(qiáng)度一般保持相對穩(wěn)定，其原因是________________________。

Answer 1

【答案】光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，表現(xiàn)吸收CO2，使PH上升 遮光無法進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用釋放CO2，使PH下降 ②和④ ①號試管 ATP和C3酸（3-磷酸甘油酸） a 右 ef 細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體 光強(qiáng)、CO2濃度、溫度 受低CO2濃度的限制 ③號試管 10℃、1．0% 3℃、3．0% 細(xì)胞溶膠、線粒體 受酶的數(shù)量（活性）影響等

【解析】

解答本題的關(guān)鍵是掌握光合作用與呼吸作用的過程，能夠根據(jù)各個試管的條件判斷其可以進(jìn)行的代謝類型和溶液顏色發(fā)生改變與否的原因。植物細(xì)胞在光照下可以進(jìn)行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳，使得溶液的pH升高；呼吸作用釋放二氧化碳，使得溶液的pH降低。

圖中試管①在強(qiáng)光下，新鮮菠菜的葉子光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，因此溶液的pH升高，溶液的顏色由綠色變成藍(lán)色；試管②④中沒有新鮮菠菜的葉子，所以溶液的pH不變，顏色也不變；試管③被錫紙包裹，不能接受光照，則新鮮菠菜的葉子只能進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生的二氧化碳使得溶液的pH降低，所以溶液呈黃色。

圖一表示光合作用，其中A是ATP，B是五碳化合物，C是三碳化合物，D是有機(jī)物（CH2O）；

圖二是凈光合速率隨著光照強(qiáng)度而發(fā)生變化的曲線圖，其中a點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，此時光合速率與呼吸速率相等；

圖三中Ι是葉綠體，Ⅱ是線粒體，Ⅲ是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，a、c、f是氧氣，b、d、e是二氧化碳。

（1）根據(jù)以上分析已知，試管①中光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，表現(xiàn)為吸收CO2，使pH上升，所以指示劑變藍(lán)；試管③遮光條件下無法進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用釋放CO2，使pH下降，所以指示劑變黃；而②和④中沒有葉片，且④沒有光照，都是對照試驗(yàn)。

（2）上面（1）圖表示的是光合作用過程，可以進(jìn)行光合作用的試管是①；根據(jù)以上分析已知，圖一中A是ATP，C是三碳化合物（C3酸）；圖二中a點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)；在其他條件不變的情況下，當(dāng)CO2濃度改用0.3%時重新進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，即增加了二氧化碳的濃度，則光合速率增大，因此光飽和點(diǎn)將向右方移動。

（3）若圖三表示在圖二的a光照強(qiáng)度下該葉片的一個葉肉細(xì)胞，此時整個葉片的光合速率與呼吸速率相等，則一個葉肉細(xì)胞的光合速率應(yīng)該大于呼吸速率，因此圖中不應(yīng)該出現(xiàn)的箭頭是e、f，此時合成ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（細(xì)胞溶膠）、線粒體和葉綠體。
（4）據(jù)圖分析，影響光合速率的因素有光強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度；③和④的溫度相同，而兩條曲線重疊，可能是受低CO2濃度的限制。

（5）根據(jù)題干信息分析，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究植物體呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律，應(yīng)該排除光照對實(shí)驗(yàn)的影響，因此該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在③號試管所示實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下測得的。根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，溫度、氧含量分別為10℃、1.0%的條件下所測數(shù)據(jù)不符合一定的變化規(guī)律，最可能是錯誤的。就表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長期貯藏應(yīng)該盡量降低呼吸速率，因此最佳環(huán)境控制條件是溫度、氧含量分別為3℃、3.0%。此條件下植物細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，因此細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。表中數(shù)據(jù)反映出當(dāng)氧含量從20%上升到40%時，植物的呼吸強(qiáng)度一直保持相對穩(wěn)定，可能是受酶的數(shù)量（活性）等因素的影響。