Question

如圖一為高等綠色植物新陳代射的部分過程示意圖，圖二是一科技小組學生研究某種植物在一定的光照強度，不同的溫度條件下光合作用的速率，他們以光合作用產生的氧氣和釋放到環境中的氧氣（均在標準狀況下）為指標來測定，下圖表示他們觀察記錄的結果，請回答：

（1）圖一表示的代謝過程主要發生在植物的

 

細胞，甲中的

 

結構上有反應所需的色素和酶，葉綠體色素吸收光能的特性是

 

，參與甲結構的三種大量礦質元素是

 

．
（2）圖一說明光合作用強度比呼吸作用

 

，物質A是

 

，乙中發生反應的反應式有

 

（3）圖二表示光合作用產生氧氣的曲線是

 

，從圖中可以看出在

 

溫度下光合作用產生的氧氣和呼吸作用消耗的氧氣彼此相等．
（4）在20℃時，測得氧氣的產生量、釋放量分別是560ml/min、336ml/min，能用于合成淀粉或轉化為其他有機物的葡萄糖量是

 

mol/min．
（5）如果該植物是玉米，已知在20℃每分鐘光合作用產生1克葡萄糖要消耗1.6×1010焦耳的光能，那么在20℃時，該植物光合作用要消耗

 

 焦耳/分的光能．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環境因素,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：結合題意分析圖解：圖一中，甲為葉綠體，乙為線粒體，葉綠體合成的葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸進入線粒體中會進一步氧化分解；圖二中，Ⅰ曲線氧氣釋放量高，因此Ⅰ曲線表示植物光合作用產生的氧氣量，而Ⅱ曲線則為釋放到環境中的氧氣，兩者的差值為呼吸作用消耗的氧氣．

解答： 解：（1）圖一表示該細胞既有葉綠體進行光合作用，又有線粒體進行呼吸作用，因此該細胞為植物的葉肉細胞．葉綠體中的類囊體薄膜結構上有反應所需的色素和酶，葉綠體色素主要吸收紅光和藍紫光，因此吸收光能具有一定的選擇．由于葉綠體中有大量的膜結構（基本骨架為磷脂雙分子層）以及與光合作用有關的酶，這些物質的合成組要大量礦質元素N和P，而Mg將用于合成葉綠素．
（2）圖一中看出，葉綠體除了吸收線粒體釋放的二氧化碳，還從細胞外吸收一定量的二氧化碳，說明光合作用強度比呼吸作用強．有氧呼吸過程中，葡萄糖首先在細胞質基質分解為丙酮酸（第一階段）才能進入線粒體中，在第二階段丙酮酸和水分解為二氧化碳和[H]，第三階段中，[H]和氧氣結合生成水，三個階段均釋放能量．
（3）圖二中，Ⅰ曲線氧氣釋放量高，因此Ⅰ曲線表示植物光合作用產生的氧氣量，而Ⅱ曲線則為釋放到環境中的氧氣．曲線Ⅱ中與橫軸的交點表示光合作用剛好等于呼吸作用，對應的溫度為5℃和42.5℃．
（4）根據題意可知，能用于合成淀粉或轉化為其他有機物的葡萄糖量指的是光合作用的凈積累量，對應在20℃時，測得氧氣的釋放量336ml/min，因此折合成氧氣的摩爾數為0.336÷22.4=0.015mol/min，又由于光合作用過程中，氧氣的釋放量：葡萄糖的生成量=6：1，因此葡萄糖量是0.0025mol/min．
（5）由于該植物總光合作用量為560ml/min，即0.025mol/min，因此葡萄糖的摩爾數=0.025÷6（mol），折合成質量=0.025÷6×180=0.75，因此該植物在20℃時，光合作用要消耗的光能=1.6×10¹⁰×（0.75÷1）=1.2x10¹⁰焦耳/分．
故答案為：
（1）葉肉細胞    類囊體薄膜    選擇性      N、P、Mg
（2）強    丙酮酸      丙酮酸+H₂O--CO₂+[H]+ATP[H]+O₂--H₂O+ATP
（3）Ⅰ5和42.5      
（4）0.0025       
（5）1.2x10¹⁰

點評：本題具有一定的綜合性和難度，考查了影響光合作用和呼吸作用的環境因素以及相關計算，要求考生具有一定的理解能力、應用能力和數據處理能力．計算時注意單位的換算，若出現的條件是ml，最終所求為mg（即從體積換算成質量）時，宜先將體積換算成分子數，再根據分子數換算成質量．