Question

如圖1示意綠色植物葉肉細胞內某些代謝過程中物質變化，其中①、②、③、④分別表示不同的代謝過程．

1）圖1中X、Y代表的物質分別是

 

．進行③過程的場所是

 

，[H]在③過程中的作用是

 

．
2）圖2表示某植物葉肉細胞內的部分結構及相關的代謝過程．圖3表示某植物在光照充足的條件下，溫度對光合作用和呼吸作用速率的影響．圖4表示在光照條件下改變CO₂的供應，物質A和物質B的濃度變化情況．若圖2的葉肉細胞處于2℃的環(huán)境中，氣體轉移基本停止的原因是

 

．
3）圖3中M點表示有機物積累量為零．在M點時，葉綠體內ATP會發(fā)生移動，可以發(fā)生圖2中的

 

過程（填字母）．圖3中在40℃～60℃范圍內，隨著溫度上升，呼吸作用和光合作用的變化速率不同，其主要原因是

 

．
4）圖4顯示，當光照下物質A、B濃度達到穩(wěn)定后，突然中斷CO₂的供應，A、B物質的濃度將發(fā)生變化．其中，固定CO₂的化合物以及CO₂轉化的第一個產物分別是

 

（填圖4中字母）．
5）卡爾文給小球藻懸浮液迅速通入¹⁴CO₂，光照一定時間（從1秒到數(shù)分鐘）后殺死小球藻，同時提取產物并分析．實驗發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時間，二氧化碳已經轉化到許多種化合物中．想要探究CO₂轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是：

 

．
6）圖5是該植物光合作用中光強度與氧氣釋放的關系．若每天給予12小時4KLx的光照，在25℃環(huán)境下比15℃環(huán)境下該植物全天積累的葡萄糖產量多

 

毫克；若光照時間長短不變，光照時為25℃環(huán)境，黑暗時為15℃環(huán)境，則全天該植物生產的葡萄糖量為

 

毫克．若植物的呼吸商（CO₂與O₂量的比值）為0.7，每天給予該植物12小時4KLx的光照，在25℃環(huán)境下比15℃環(huán)境下，該植物全天環(huán)境中CO₂變化量的差值是減少

 

ml．

Answer 1

考點：細胞呼吸的過程和意義,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：本題解答關鍵是結合題意分析圖解．圖1中①表示光合作用的光反應過程，②表示光合作用暗反應，③表示有氧呼吸第二、三兩個階段，④表示有氧呼吸的第一階段，圖中X表示ATP，Y表示丙酮酸；圖2表示細胞中線粒體和葉綠體之間進行的氣體交換，其中bdf表示氧氣，ace表示二氧化碳；圖3表示某植物在光照充足的條件下，溫度對光合作用和呼吸作用速率的影響，圖中看出M點時光合作用等于呼吸作用，并且光合作用在60℃之前完全停止，說明此時與光合作用有關的酶已失活，而呼吸作用酶更能耐高溫；停止光照直接影響的光合作用產生的[H]和ATP，它將抑制暗反應中三碳化合物的還原．

解答： 解：（1）圖1中光反應階段產生[H]和ATP（圖中X）用于暗反應中，有氧呼吸第一階段（圖中④）將葡萄糖分解成丙酮酸（圖中Y）和[H]．過程③表示有氧呼吸第二、三兩個階段，該階段場所是線粒體，[H]在有氧呼吸第三階段中與氧氣結合生成水，釋放出大量的能量．
（2）圖2表示光合作用和細胞呼吸過程中氣體的來源與去向，葉肉細胞在2℃的環(huán)境中酶的活性很低，光合作用和細胞呼吸均較弱，氣體的產生和消耗很少．
（3）圖3中在M點兩條曲線相交，表示光合作用強度=細胞呼吸強度；此時葉綠體產生的O₂恰好滿足線粒體細胞呼吸的需要，同時線粒體產生的CO₂也恰好滿足葉綠體光合作用的需要．在40℃～60℃范圍內，隨著溫度上升光合作用下降比呼吸作用顯著，說明催化光合作用的酶對高溫更敏感而催化呼吸作用的酶更耐高溫．
（4）突然中斷CO₂的供應直接影響了暗反應CO₂固定過程，該過程減弱導致消耗的C₅減少、生成的也C₃減少；但同時C₃還原過程還未受影響，即C₅的生成量不變、C₃的消耗量也不變；因此此時C₃減少、C₅增多，即A表示C₃含量變化、B表示C₅含量變化．
（5）在暗反應中C₅固定CO₂生成C₃．卡爾文實驗是通過¹⁴C放射性的轉移途徑來追蹤C元素在光合作用中的轉化過程，實驗中僅僅30秒的時間CO₂已經轉化為許多種類的化合物，因此只能縮短光合作用的發(fā)生時間，當時間縮短到只能檢測到一種化合物時，即為第一個產物．
（6）圖5中可以看出，在光照為4KLx時，在25℃環(huán)境下比15℃環(huán)境下該植物的凈光合速率分別為50毫克/小時、40毫克/小時，而呼吸速率分別為20毫克/小時、10毫克/小時，因此在25℃環(huán)境下該植物全天積累量=50×12-20×12=360毫克，15℃環(huán)境下該植物全天積累量=40×12-10×12=360毫克．
若光照時間長短不變，光照時為25℃環(huán)境，黑暗時為15℃環(huán)境，則全天該植物光合作用氧氣的總釋放量=（50+20）×12=840毫克，則生產的葡萄糖量=840÷192×180=787.5毫克．
在25℃環(huán)境下，植物光合作用釋放的氧氣=70×12=840毫克，光合作用釋放一分子氧氣就吸收一分子的二氧化碳，因此光合作用吸收二氧化碳=840×44÷32=1155毫克，摩爾數(shù)為0.02625摩爾；呼吸作用消耗的氧氣=20×24=480毫克，摩爾數(shù)為0.015，由于呼吸商為0.7，因此釋放的二氧化碳為0.0105摩爾；則在25℃環(huán)境下二氧化碳凈吸收量為0.01575摩爾．同樣的方法計算15℃環(huán)境下二氧化碳凈吸收量為0.0135摩爾，則兩溫度條件二氧化碳吸收差值為0.00225摩爾，該植物全天環(huán)境中CO₂變化量的差值是減少50.4ml．
故答案為：
（1）ATP、丙酮酸     線粒體     與氧氣結合生成水，釋放出大量的能量
（2）在此溫度下酶的活性很低，光合作用和細胞呼吸均較弱
（3）a、b；催化呼吸作用的酶更耐高溫
（4）B   A
（5）不斷縮短反應開始到殺死小球藻停止反應的時間，第一個可以檢測到的穩(wěn)定產物就是第一個中間產物
（6）0      787.5      50.4

點評：本題以生理過程示意圖和坐標曲線圖為載體，主要考查光合作用的過程、影響光合作用的因素以及光合作用和細胞呼吸間的關系，屬于考綱綜合應用層次，意在考查考生的識圖能力和理解能力，具有一定的難度．