Question

5．如图1表示一个绿色植物的叶肉细胞中光合作用与呼吸作用的模式图，a～e表示相关物质．将该植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪测量随光照强度增加装置内CO₂的变化量，测定t=1h，测定的条件和结果如图2所示．
（1）进行光合作用光反应、有氧呼吸第二阶段的场所分别在类囊体薄膜和线粒体基质．
（2）图1中的e代表的物质是丙酮酸．
（3）由图2分析可知，影响A点和B点光合速率的因素是温度和光照强度．D点时植物细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体．
（4）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，图中C点会向右移动．
（5）在25℃光照条件下该植物5小时内通过光合作用消耗CO₂112ml．比较A、B两点光合作用强度A点实际光合作用强度小于B点实际光合作用强度．
（6）在25℃条件下，假如白天和黑夜各12小时，平均光照强度在2以上时该植物才能生长．

Answer 1

分析 图1考查光合作用和呼吸作用的过程．
（1）有氧呼吸可以分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中．
反应式：1C₆H₁₂O₆（葡萄糖）$\stackrel{酶}{→}$2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖）
第二阶段：在线粒体基质中进行．
反应式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O $\stackrel{酶}{→}$20[H]+6CO₂+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的．
反应式：24[H]+6O₂ $\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量（34ATP）
（2）光合作用的阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H₂O $\stackrel{光能}{→}$4[H]+O₂
b．ATP的生成：ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO₂的固定：CO₂ +C₅ $\stackrel{酶}{→}$2C₃
b．CO₂的还原：2C₃ $\stackrel{酶}{→}$（CH₂O）+C₅+H₂O
图2考查光照强度、温度与光合作用之间的关系：要把握好特殊点．

解答 解：（1）光反应的场所是类囊体薄膜上，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质．
（2）e物质是葡萄糖分解的产物进入线粒体，是丙酮酸．
（3）D点时光照强度为0，植物只能进行呼吸作用，细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（4）将温度提高到30℃，呼吸作用增强，光补偿点增大，C点右移．
（5）真正的光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度，在25⁰C、lklx光照条件下，植物的光合作用等于呼吸作用强度，呼吸作用强度是22.4ml，所以该植物5小时光合作用吸收CO₂mL．22.4×5=112．A点实际光合作用强度=22.4+11.2=33.6，B点实际光合作用强度=22.4+22.4=44.8，所以A点实际光合作用强度小于B点实际光合作用强度．
（6）在25℃条件下，假如白天和黑夜各12小时，设植物净光合速率为x，则12×（x+22.4）-24×22.4＞0，植物能够正常生长，解得x=22.4，所以光照强度为2klx．
故答案为：
（1）类囊体薄膜   线粒体基质  
（2）丙酮酸
（3）细胞质基质、线粒体
（4）右
（5）112   A点实际光合作用强度小于B点实际光合作用强度
（6）2

点评 本题解题的关键一是要结合光合作用和呼吸作用的模式图以及相关的化学反应方程式，进行相关生理过程的分析；二是读懂曲线图中的数据，表格中的数据代表的是呼吸作用或净光合作用，然后结合实际光合作用=净光合作用+呼吸作用进行解题．