图甲为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图.研究人员将该叶片放在温度为15℃的密闭容器中,研究光照强度与光合作用速率的关系,结果如图乙所示.据图分析回答有关问题:
(1)图甲中保卫细胞围成气孔部分的细胞壁较厚,而外侧的壁较薄.箭头为炎热夏季中午的细胞中水分流动的总方向,推测此时保卫细胞可能处于 状态,气孔处于 状态,因而会影响叶肉细胞光合作用的暗反应,使叶肉细胞内C3的含量变化是 .
(2)据图乙分析,在1klx的光照条件下,该叶片在5h内光合作用产生O2的量为 mL.
(3)若其他条件不变,请在坐标图上(图丙)画出容器内CO2的吸收量的变化曲线图.
知识点:生物
(1)质壁分离(失水) 部分关闭(关闭) 下降
(2)112
(3)(起点和交叉点正确,曲线趋势正确1分)
【考点】影响光合作用速率的环境因素.
【分析】分析图甲,气孔关闭时,二氧化碳来源减少,影响暗反应.
分析图乙,A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,吸收的O2量可表示此时细胞呼吸的强度. AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,O2吸收量逐渐减少,这是因为细胞呼吸吸收的O2有一部分来源于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度.
B点:光合作用释放的O2全部用于细胞呼吸,即光合作用强度等于细胞呼吸强度,B点所示光照强度称为光补偿点.
B之后:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再加强.
在有光条件下,植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量称为表观光合速率,而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率.
光合作用的过程:
光反应阶段:(1)水的光解2H2O→4[H]+O2(2)ATP的形成ADP+Pi+能量→ATP
暗反应阶段:(1)CO2固定CO2+C5→2C3 (2)C3的还原2C3→(CH2O)+C5
【解答】解:(1)据图显示内侧部分壁厚,伸缩性小,外侧部分壁薄,伸缩性大,由炎热夏季中午细胞中水分流动的方向,可推知保卫细胞可能处于失水状态,引起气孔关闭.部分气孔关闭,导致CO2的供应减少,影响光合作用暗反应中CO2的固定.CO2的固定过程受阻,但光反应仍正常进行,引起细胞中C3含量相对下降,C5含量相对增多.
(2)据图可知,1klx的光照条件下,净光合量为11.2mL/h,呼吸消耗量11.2mL/h,光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h,因此5h时间内,光合作用产生O2的量为22.4mL/h×5h=112mL.
(3)根据光合作用和有氧呼吸的反应式,可知在密闭的容器内CO2的净吸收量等于O2的净释放量,其曲线图如下:
【点评】本题意在考查学生对图形的分析和理解能力.光合作用过程是考查的重点和难点,可以通过流程图分析,表格比较,典型练习分析强化学生的理解.要注意,对于绿色植物来说,在有光的条件下可以进行光合作用,也可以进行细胞呼吸,在黑暗条件下只能进行细胞呼吸,所以要想研究植物的光合作用,先要研究细胞呼吸与光合作用的关系.光合作用合成有机物,而呼吸作用分解有机物.光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气,呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水.