Question

3．某科研小组对黄瓜幼苗代谢问题进行了探究．右图一表示在适宜光照条件下黄瓜幼苗的一个细胞内发生的部分生理过程（用序号表示）．科研人员将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别置于人工气候室中，控制不同条件培养（其他条件适宜）．一段时间后，测得黄瓜幼苗叶片的叶绿素a、b含量及其他相关数据如下表．请回答下列问题：

实验组	实验条件	叶绿素a（mg/cm2）	叶绿素b（mg/cm2）	光饱和时净光合速率（μmolCO2/m2）	光补偿点（μmol光子/m2•s）	光饱和点（μmol光子/m2•s）
甲	正常光照，正常供水	1.3×10-2	0.4×10-1	1.9×10-2	50	1350
乙	弱光照，正常供水	1.7×10-2	0.4×10-1	0.7×10-2	29	540
丙	弱光照，减少供水	2.5×10-2	0.7×10-1	0.9×10-2	23	650

注：乙、丙两组的弱光照均为15%的正常光照；丙组减少供水为50%的正常供水
（1）图一中a代表的物质名称是H₂O．②过程进行的场所是线粒体（内膜）．①过程产生的[H]用于③过程作用是将三碳化合物还原为糖类（有机物）．

（2）上表中甲、乙二组实验中的自变量是光照强度（正常光照、弱光照）；为验证黄瓜幼苗叶片色素含量的变化情况，可用无水乙醇提取黄瓜幼苗叶片色素，然后利用层析液（填试剂）分离所提取的色素．
（3）乙、丙两组黄瓜幼苗的光合作用强度较强的是丙组，据上表可知，其内在原因之一是该组黄瓜幼苗叶片中的叶绿素a、b含量较多．根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当减少供水，以提高其光合作用强度．

Answer 1

分析 1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同．
2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖．
3、分析图示，表示光合作用和有氧呼吸的流程图．①表示光反应中水的光解，③表示暗反应，②表示有氧呼吸的第三阶段，④表示有氧呼吸的第一、第二阶段．物质a是水，物质b是二氧化碳．

解答 解：（1）分析图一，物质a在过程①中产生了O₂和[H]，说明物质a是水，①为水的光解．②过程是有氧呼吸的第三阶段，发生的场所是线粒体（内膜）．③过程是物质b二氧化碳利用[H]和ATP将三碳化合物还原为糖类（有机物）的过程，为暗反应，发生在叶绿体基质．
（2）对比甲、乙二组实验，自变量是光照强度；叶绿体色素提取用无水乙醇等有机溶剂，分离色素用层析液．
（3）丙组黄瓜幼苗叶片中的叶绿素a、b含量较多，所以其光合作用强度比乙组强．根据上述实验结果，当黄瓜幼苗处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当减少供水，以提高其光合作用强度．
故答案为：
（1）H₂O   线粒体（内膜）   将三碳化合物还原为糖类（有机物）
（2）光照强度（正常光照、弱光照） 层析液 
（3）丙组 叶绿素a、b含量较多 减少供水

点评 本题以图形为载体，考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．