Question

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

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

試管編號	①	②	③	④
實驗開始時指示劑顏色	綠色	綠色	綠色	綠色
實驗完成后指示劑顏色	藍色	綠色	黃色	綠色

分析試管顏色變化原因：

則試管①指示劑變藍的原因是___________________；

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

該實驗中起到對照作用的是___________________試管（填試管編號）。

實驗后得到以下相關圖形分析，根據(jù)圖形回答相關問題：

（2）能進行圖一反應的是____________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％的條件下進行實驗測得的曲線，其中表示光補償點的是____________（填字母）。在其他條件不變的情況下，當CO2濃度改用0．3％時重新進行上述實驗，在圖二中光飽和點向___________方向移動。

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

（4）圖曲線表示在4種實驗條件下測定的不同光照強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℃

由實驗結果分析得出：__________________________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該實驗數(shù)據(jù)是在__________________試管（填試管編號）所示實驗環(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)反映出當氧含量從20%上升到40%時，植物的呼吸強度一般保持相對穩(wěn)定，其原因是________________________。

Answer 1

【答案】光合作用強度大于呼吸作用強度，表現(xiàn)吸收CO2，使PH上升 遮光無法進行光合作用，只進行呼吸作用釋放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 細胞溶膠、線粒體、葉綠體 光強、CO2濃度、溫度 受低CO2濃度的限制 ③號試管 10℃、1．0% 3℃、3．0% 細胞溶膠、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行的代謝類型和溶液顏色發(fā)生改變與否的原因。植物細胞在光照下可以進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在強光下，新鮮菠菜的葉子光合作用強度大于呼吸作用強度，因此溶液的pH升高，溶液的顏色由綠色變成藍色；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是有機物（CH2O）；

圖二是凈光合速率隨著光照強度而發(fā)生變化的曲線圖，其中a點為光補償點，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是細胞質基質，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中光合作用強度大于呼吸作用強度，表現(xiàn)為吸收CO2，使pH上升，所以指示劑變藍；試管③遮光條件下無法進行光合作用，只進行呼吸作用釋放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。

（2）上面（1）圖表示的是光合作用過程，可以進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點為光補償點；在其他條件不變的情況下，當CO2濃度改用0.3%時重新進行上述實驗，即增加了二氧化碳的濃度，則光合速率增大，因此光飽和點將向右方移動。

（3）若圖三表示在圖二的a光照強度下該葉片的一個葉肉細胞，此時整個葉片的光合速率與呼吸速率相等，則一個葉肉細胞的光合速率應該大于呼吸速率，因此圖中不應該出現(xiàn)的箭頭是e、f，此時合成ATP的場所有細胞質基質（細胞溶膠）、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，該實驗的目的是探究植物體呼吸強度的變化規(guī)律，應該排除光照對實驗的影響，因此該實驗數(shù)據(jù)是在③號試管所示實驗環(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%。此條件下植物細胞可以進行有氧呼吸和無氧呼吸，因此細胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場所有細胞質基質和線粒體。表中數(shù)據(jù)反映出當氧含量從20%上升到40%時，植物的呼吸強度一直保持相對穩(wěn)定，可能是受酶的數(shù)量（活性）等因素的影響。