Question

1．將綠色的小麥葉片放在溫度適宜的密閉容器內，先后在黑暗和一定強度的光照條件下，測得該容器內氧氣量的變化情況如圖曲線表示．請分析回答下列問題：
（1）小麥葉肉細胞進行光合作用時，光反應場所是葉綠體類囊體薄膜，葉綠體內ATP轉移途徑是葉綠體類囊體薄膜轉移到葉綠體基質，與光合作用相關的酶分布在葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質．CO₂進入葉肉細胞后被固定的產物是C₃，該物質的還原需要光反應提供ATP和[H]．
（2）A點以后的短時間內，葉片細胞內C₃的量將減少（填“增多”、“不變”或“減少”）．
B點時，葉片的光合作用速率相等（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用速率．
（3）0～5min時，密閉容器內氧氣量減少的原因是呼吸作用消耗氧氣．5-15min時，密閉容器內氧氣量增加的速率逐漸減小，這是因為密閉容器內二氧化碳減少導致光合速率下降．
（4）如果小麥的呼吸速率自始至終不變，則在5～15min小麥的平均光合作用速率（用氧氣產生量表示）是6×10^-8mol/min．
（5）該植物在正常情況下產生CO₂的場所是線粒體基質，該生理過程的總反應式為C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
該生理過程的第二、三階段是在線粒體中完成的．

Answer 1

分析 據圖分析：在0～5min之間，容器處于黑暗條件下，此時植物只進行呼吸作用，因此氧氣的減少量可表示呼吸作用消耗量，同時也可以計算出呼吸速率；5min之后，給予光照，此時植物同時進行光合作用和呼吸作用，因此氧氣的減少量可以表示凈光合作用量．

解答 解：（1）小麥葉肉細胞進行光合作用時，光反應場所是葉綠體類囊體薄膜，暗反應的場所為葉綠體基質；在光反應過程中產生ATP，暗反應消耗ATP，因此葉綠體內ATP轉移途徑是葉綠體類囊體薄膜轉移到葉綠體基質，與光合作用相關的酶分布在葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質．CO₂進入葉肉細胞后和五碳化合物結合被固定成C₃，該物質的還原需要光反應提供ATP和[H]．
（2）A點給予光照，植物開始進行光反應，導致C₃化合物開始還原，C₃化合物合成不變，因此C₃化合物在短時間內減少．B點時，植物光合作用和呼吸作用同時進行，呼吸作用消耗光合作用產生的氧氣，B點時容器內氧氣量不再發生變化，說明光合作用產生的氧氣正好被呼吸作用消耗掉，即呼吸作用速率等于光合作用速率．
（3）據圖可知，0～5分鐘之間，小麥葉片在暗室中只進行呼吸作用．10～15min給予光照后，小麥葉片進行光合作用，產生了大量氧氣．隨著光合作用的進行，光合作用使密閉容器內的CO₂濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降．
（4）據圖可知，0～5分鐘之間，小麥葉片在暗室中只進行呼吸作用，所以呼吸作用每分鐘消耗氧氣量=（5-4）×10^-7mol÷5min=0.2×10^-7mol/min；5～15min之間，小麥的凈光合作用速率=（8-4）×10^-7mol÷10min=0.4×10^-7mol/min；故5～15min小麥的平均光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸消耗=0.4×10^-7mol/min+0.2×10^-7mol/min=6×10^-8mol/min．
（5）該植物在正常情況下進行有氧呼吸產生CO₂，在有氧呼吸第二階段丙酮酸和水結合產生CO₂和[H]，其場所為線粒體基質；有氧呼吸過程的總反應式為C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．該生理過程的第 二、三階段是在線粒體中完成的．
故答案為：
（1）葉綠體類囊體薄膜       葉綠體類囊體薄膜轉移到葉綠體基質
葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質      C₃ ATP和[H]
（2）減少      相等
（3）呼吸作用消耗氧氣      密閉容器內二氧化碳減少導致光合速率下降
（4）6×10^-8
（5）線粒體基質  C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量    二、三

點評 本題以曲線圖為載體，考查了光合作用和呼吸作用之間的關系以及影響光合作用的環境因素，要求考生明確圖中黑暗時只進行呼吸作用，光照時光合作用和呼吸作用同時進行，由此分別計算出呼吸速率和凈光合速率；并且運用公式：總光合速率=凈光合速率+呼吸速率．