Question

【題目】青島華盛太陽能農莊將光伏發電與農業大棚結合，棚頂上覆蓋著太陽能光伏發電板，陽面種植喜溫喜光的蔬菜作物，陰面種植喜弱光低溫的食用菌（大型真菌）。為研究大棚棚頂材料透光度對蔬菜生長的影響，某科研小組以櫻桃番茄為實驗材料，在同一大棚內通過改變棚頂透光度來探究不同光照強度對櫻桃番茄葉片光合作用的影響，實驗期間分別于11時和15時打開和關閉通風口，結果如下圖。請分析回答下列問題：

(1)大柵內櫻桃番茄釋放的02可以被食用菌吸收，食用菌細胞呼吸可為櫻桃番茄生長提供CO2，CO2主要產生于食用菌細胞的____中，其在櫻桃番茄細胞葉綠體內的轉化途徑（過程）是____

(2)圖中實驗組8時-10時影響光合作用的外界因素有_______ 。10時-11時，細胞內C3的含量____。

(3)圖中16時-17時大棚內櫻桃番茄凈光合速率下降的原因可能是溫度升高引起植物氣孔關閉，該時段T1組的光合速率__（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸速率。16時-17時大棚內CO2濃度升高的原因是____

(4)呼吸作用的反應物也會影響呼吸作用，其影響大小通常用單位時間內釋放CO2與吸收O2的比率來表示。若反應物為2mol丙酮酸(C3H4O3)時釋放CO2與吸收O2的比值為x，反應物為1mol葡萄糖(C6H12O6)時的比值為y，則根據有氧呼吸有關過程，x ___（填“>”“=”或“<”)y。

Answer 1

【答案】線粒體（基質） CO2→C3→（CH20） 光照強度、CO2濃度、溫度 減少 大于 溫度升高，櫻桃番茄和食用菌呼吸強度增加，食用菌呼吸釋放的CO2的量大于櫻桃番茄通過光合作用吸收的CO2量 ＞

【解析】

分析圖示可知，CK組的光合速率均大于T1和T2組，且隨著遮光率增加，光合速率降低。實驗期間分別于11時和15時打開和關閉通風口，打開通風口后TK組和T1組的光合速率均有所增加，而T2組的光合速率降低變得緩慢，說明隨著大棚內二氧化碳濃度的降低，可抑制光合速率。

（1）食用菌屬于真核、異養生物，主要通過有氧呼吸產生二氧化碳，故CO2主要產生于食用菌細胞的線粒體基質中。二氧化碳可在櫻桃番茄細胞的葉綠體中參與光合作用的暗反應，首先由二氧化碳和C5固定形成C3，然后C3被還原形成有機物，即CO2在櫻桃番茄細胞葉綠體內的轉化途徑為CO2→C3→（CH20）。

（2）圖中T1和T2組在8時-10時植物光合速率不同，說明影響光合作用的外界因素有光照強度，且隨著環境中二氧化碳濃度的降低，光合速率增加的速率減慢，說明影響光合速率的因素還有二氧化碳濃度。另外大棚中的溫度變化也會影響光合速率。10時-11時，大棚內二氧化碳濃度降低，細胞內二氧化碳固定形成C3的速率減慢，而C3的還原速率短時間不變，故C3的含量減少。

（3）圖中16時-17時T1組大棚內櫻桃番茄凈光合速率仍大于0，說明該時段T1組的光合速率大于呼吸速率。16時-17時由于溫度升高，櫻桃番茄和食用菌呼吸強度增加，食用菌呼吸釋放的CO2的量大于櫻桃番茄通過光合作用吸收的CO2量，故大棚內CO2濃度升高。

（4）有氧呼吸第一、二階段形成的還原氫在第三階段與氧氣結合形成水，若反應物為2mol丙酮酸(C3H4O3)與反應物為1mol葡萄糖(C6H12O6)在徹底氧化分解時，1mol葡萄糖(C6H12O6)形成的還原氫比2mol丙酮酸(C3H4O3)形成的還原氫多，故2mol丙酮酸(C3H4O3)消耗氧少于1mol葡萄糖(C6H12O6)消耗氧，由于1mol葡萄糖(C6H12O6)能形成2mol丙酮酸(C3H4O3)，丙酮酸在有氧呼吸第二階段形成二氧化碳，故1mol葡萄糖(C6H12O6)和2mol丙酮酸(C3H4O3)形成的二氧化碳一樣多，所以若反應物為2mol丙酮酸(C3H4O3)時釋放CO2與吸收O2的比值為x，反應物為1mol葡萄糖(C6H12O6)時的比值為y，則根據上述分析可知x>y。