Question

15．回答有關細胞代謝的問題
有研究小組采用盆栽實驗研究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響．實驗開始時土壤水分充足，然后實驗組停止澆水，對照組土壤水分條件保持適宜，實驗結果如圖1．

（1）有關分析正確的是（多選）A、B、D
A．葉片光合速率隨著干旱時間延長而呈下降趨勢
B．葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降
C．實驗2～4d，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的
D．實驗2～4d，光合速率下降可能是由于葉片內CO₂濃度下降引起的
在某一濃度CO₂和適宜的溫度條件下，測定小麥在不同光照強度條件下的光合速率，結果如表．如圖2為小麥葉肉細胞中的部分生理過程（數字表示過程，字母表示物質）．

光合速率與呼吸速率相等時光照強度（千勒克司）	3
光飽和時光照強度（千勒克司）	9
光飽和時CO2吸收量（mg/100cm2．小時）	32
黑暗條件下CO2釋放量（mg/100cm2．小時）	8

（2）上述實驗的自變量是光照強度．當光照強度超過9千勒克司時，小麥光合速率不再增加，此時外界的限制因素主要是CO₂濃度．
（3）在有光條件下，用¹⁴C標記小麥吸收的CO₂進入圖2的物質代謝過程，則¹⁴C在圖中的轉移途徑是a→b→e．（用箭頭和字母等表示）
（4）圖2的一系列反應過程發生在ABDE．（多選）
A．葉綠體基質  B．細胞質基質  C．類囊體膜  D．線粒體基質   E．線粒體內膜
（5）當光照不足時，圖中卡爾文循環的哪一步反應最先受到影響？②（填編號），此時缺少的物質是ATP和【H】．（寫物質名稱）
（6）當光照強度為3千勒克司時，a物質進入卡爾文循環被利用的量為8（mg/l00 cm²葉•小時），當光照強度為9千勒克司時，小麥生成e物質的量為27.27（mg/100cm²葉•小時）．（保留2位小數）

Answer 1

分析 圖1：比較分析兩個曲線圖．圖中通過對照，很明顯的看出隨著干旱時間的延長，葉片的光合作用和葉綠素的含量均下降，只是時間有先后順序．圖中光合速率在第2天就開始下降，葉綠素含量在第4天才開始下降
根據題意分析表格數據可知：光合速率與呼吸速率相等時，植物光照強度為3，即光補償點；光飽和時植物光照強度為9，光飽和時CO₂吸收量表示凈光合速率為32，黑暗條件下CO₂釋放量表示呼吸速率為8．
分析圖2，該圖為卡爾文循環，a為二氧化碳，b為三碳化合物，c為【H】，d為五碳化合物，e為葡萄糖．①②③為暗反應階段，④是單糖聚合為淀粉，發生在葉綠體基質，⑤為有氧呼吸過程，發生在細胞質基質和線粒體基質、線粒體內膜，據此答題．

解答 解：A、圖甲中可以看出，隨干旱時間延長，葉片光合速率呈下降趨勢，A正確；
B、比較圖甲和乙，圖甲中光合速率在第2天就開始下降，而圖乙中葉綠素含量在第4天才開始下降，因此葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降，B正確；
C、圖乙中，實驗2-4天中葉片葉綠素含量并沒有下降，C錯誤；
D、實驗2～4天，光合作用速率下降很有可能是由于干旱，氣孔關閉，導致葉片中CO₂濃度下降而引起的，D正確．
故選：ABD．
（2）分析表格數據可知：該實驗的自變量是光照強度，當光照強度超過9千勒克司時，小麥光合速率不再增加，此時溫度為適宜溫度，外界的限制因素主要是 CO₂濃度
（3）在有光條件下，用¹⁴C標記小麥吸收的CO₂進入圖2的物質代謝過程，則¹⁴C在圖中的轉移途徑是首先與五碳化合物結合形成三碳化合物，然后形成葡萄糖即a→b→e．
（4）根據試題分析，圖2是暗反應階段、有氧呼吸發生的一系列反應，場所是葉綠體基質、細胞質基質、線粒體基質、線粒體內膜．
（5）當光照不足時，ATP和【H】的合成減少，圖中卡爾文循環的②三碳化合物的還原最先受到影響．
（6）當光照強度為3千勒克司時，光合速率與呼吸速率相等，二氧化碳進入卡爾文循環被利用的量為8mg/l00 cm²葉•小時，當光照強度為9千勒克司時，小麥二氧化碳的固定速率為32+8=40mg/l00 cm²葉•小時，根據6CO₂→C₆H₁₂O₆來算，此時生成葡萄糖的量為 27.27mg/l00 cm²葉•小時
故答案為：
（1）A、B、D                       
（2）光照強度     CO₂濃度
（3）a→b→e
（4）ABDE       
（5）②ATP和【H】
（6）8   27.27

點評 本題難度適中，考查了影響光合作用的環境因素，以及光合作用和呼吸作用兩者之間的關系，在分析表格中利用真光合作用量=凈光合作用量+呼吸量，進而計算真光合作用以及兩者光合作用的差值．