解题思路:图中的CO2吸收速率为可表示该植物的净光合速率,室内CO2浓度变化可表示该植物有机物的积累量.从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用,6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等,此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO2,其呼吸产生的CO2正好供应给光合作用,所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个,即6、18、30、42小时.图中的CO2吸收速率为净光合速率,当CO2吸收速率大于0时就有有机物的积累,因此图中6~18h、30~42h均有有机物的积累.
(1)从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用,所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体.6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等,此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO2,其呼吸产生的CO2正好供应给光合作用,即CO2由线粒体产生移向叶绿体.
(2)呼吸速率与光合速率相等时,从外界吸收CO2速率为零,所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个,即6、18、30、42小时.曲线中,二氧化碳吸收速率不变时只进行呼吸作用,因此这些时期叶绿体没有氧气产生,对应时间点为0~3、21~27、45~48,共12小时.
(3)叶绿体利用CO2速率最大的时刻是植物CO2吸收速率曲线的最高点,即36 h时,由温室内CO2浓度曲线及植物CO2吸收速率曲线,前24小时比后24小时CO2浓度变化及CO2吸收速率小,所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱.曲线中a点和c点比较,c点时室内的二氧化碳浓度降低,说明该二氧化碳用于光合作用合成有机物,表明此段时间内有有机物的积累.
(4)植物光合作用吸收绿光最少,所以使用相同强度绿光进行实验时,光合作用减弱,呼吸作用不变,吸收CO2将减少,所以c点上移.
故答案为:
(1)细胞质基质和线粒体 由线粒体移向叶绿体
(2)4 12
(3)36 弱 有
(4)上移
点评:
本题考点: 光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化;细胞呼吸的过程和意义.
考点点评: 本题考查光合作用的过程、影响光合作用速率的环境因素等,解答时能通过温度能影响酶的活性,进而影响光合作用和呼吸作用强度,再来考虑图中的对应点的移动方向,要求考生具有一定的分析、推理和判断的能力.