Question

17．甲图是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中1、2、3、4、5表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质．乙图是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果．请据图回答下列问题：
（1）甲图中在生物膜上发生的生理过程有3和4（用图中数字表示），A表示丙酮酸，D表示ATP、NADPH．CO₂由2过程产生到5过程利用，至少穿过4层磷脂双分子层．
（2）从乙图中可以看出，光合作用速率最大时的温度为30℃．在15℃时，光合作用速率为呼吸作用速率的3.5倍．假设每天光照12小时，最有利于植物生长的温度是20℃．分析图中柱状图变化，可看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的最适温度不同．
（3）20世纪50年代，卡尔文为研究光合作用的过程，将小球藻装在一个密闭玻璃容器中，通过一个通气管向容器通入CO₂，通气管上有一个开关，可控制CO₂的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关来控制光照的有无．
①卡尔文通过停止光照来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是图中的A．
②卡尔文通过停止CO₂的供应来探究光合作用过程中固定CO₂的化合物，这时他发现C₅的含量快速升高，由此找到了固定CO₂的物质．
③上述实验中卡尔文采用纸层析法分离出细胞中的各种化合物有．纸层析法的原理是利用了不同化合物在层析液中溶解度不同，从而在滤纸条上扩散的速度不同而分离开．

Answer 1

分析 （1）甲图是光合作用和呼吸作用的生理过程．
1是细胞质基质，2是线粒体基质，3是线粒体内膜，4是类囊体薄膜，5是叶绿体基质；A是丙酮酸，B是[H]，C是ADP和Pi，D是ATP和[H]．
（2）乙图表示在不同的温度下的净光合作用强度和呼吸作用强度．
从图中可以看出：光合作用的最适温度为30℃，而呼吸作用强度在35℃最大，所以从图中看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的最适温度不同．

解答 解：（1）③是线粒体内膜发生有氧呼吸的第三阶段，④是类囊体薄膜发生光反应．A是有氧呼吸第一阶段的产物之一丙酮酸，D是光反应的产物ATP和[H]．CO₂由2线粒体基质产生，穿过线粒体内膜和线粒体外膜，进入叶绿体（叶绿体外膜和叶绿体内膜）的基质中被利用，至少穿过8层磷脂分子层．
（2）光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，最大的光合作用强度=3.5+3=6.5，对应的温度为30℃．在15℃时，光合作用速率为2.5+1=3.5，呼吸作用速为1，所以光合作用速率为呼吸作用速率的3.5倍．
因为白天黑夜都是12小时，所以最有利于生长的温度的计算公式就是：净光合作用强度×12-呼吸作用强度×12=（净光合作用强度-呼吸作用强度）×12，差值最大的就是在20℃，（3.25-1.5）×12=21．
分析图中柱状图变化，可看出光合作用随温度升高光合作用强度开始下降，而呼吸作用的强度随温度升高而升高，故光合作用和呼吸作用的酶所需要的最适温度不同．
（3）①根据题干信息“容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无”可知，卡尔文通过停止光照来探究光反应和碳反应的联系．光照直接影响光反应，而光反应能为暗反应提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反应提供的ATP和[H]减少，影响C₃的还原，导致C₃含量升高，而C₃含量降低，即图中的A．
②若光照不变，突然中断CO₂的供应，光反应产生ATP和[H]不变，C₃的还原不变，而CO₂的固定因缺少原料不能进行，会使C₅的量积聚起来，C₃消失，由此得出固定CO₂的物质是C₅．
③纸层析法的原理是利用了不同化合物在层析液中溶解度不同，从而在滤纸条上扩散的速度不同而分离开．
故答案为：
（1）3和4   丙酮酸   ATP、NADPH    4
（2）30℃3.5     20℃最适温度
（3）光照  A   CO₂的供应   在层析液中溶解度不同，从而在滤纸条上扩散的速度不同

点评 本题考查“图文转换”能力，在高考中经常有图文转换能力的题目的考查，这类题目以图为载体，实质考查相关的知识点，所以要读懂图，就要找准相关的知识点，将他转化成所学的知识点．