Question

回答关于“生命的物质变化与能量转换”方面的问题
Ⅰ、下面是有关植物代谢活动的简图．图1表示叶肉细胞内两个重要生理过程中C、H、O的变化．

（1）图1中乙生理过程所发生的场所是

 

．
（2）图1甲过程中，B物质是

 

；乙过程中，A被利用发生的场所是

 

，在①②③④过程中消耗ATP的过程是

 

．
（3）将番茄装在密闭容器中，一直给予适宜温度和光照．通入¹⁴CO₂，当反应时为0.5s时，¹⁴CO₂出现在糖类中，该实验是通过控制反应

 

（条件）来探究CO₂中碳原子的转移路径，该实验运用了

 

技术．若改变某实验条件发现五碳化合物的含量快速升高，此时改变的实验条件最可能是

 

．
Ⅱ、图2表示某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室（如图2-A所示）．
（4）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图2-B所示曲线．装置刻度管中的液滴移到最右点是在一天中的

 

点．
（5）在实验过程中的某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔20分钟记录一次刻度数据
…	24	29	32	34	…

该组实验数据是在B曲线的

 

段获得的．与b点相比，a点形成的原因可能是

 

．如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验？

 

Ⅲ、在一定光照和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同浓度的CO2条件下的光合速率，结果如表，据表中数据回答问题．
CO₂的浓度与变化量

	光合速率与呼吸速率相等时外界CO2的浓度（mg/L）	CO2饱和时外界CO2的浓度（mg/L）	CO2饱和时植物吸收CO2的量（mg/100cm2叶?小时）	黑暗条件下植物释放CO2的量（mg/100cm2叶?小时）
A植物	4	10	6	4
B植物	8	18	10	8

（1）若A植物与B植物的受光总面积分别是1.2m²、2.5m²，在CO₂浓度为20mg/L的环境中，先光照13小时，再黑暗11小时，则一天中A植物比B植物少增重

 

g葡萄糖（相对原子量：C-12，O-16，H-1．取小数点后两位）．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：1、分析图1：（1）甲表示光合作用的过程：①表示暗反应过程；②表示光反应过程；其中A是氧气，B是二氧化碳．（2）乙表示呼吸作用的过程：③表示有氧呼吸的第三阶段，④表示有氧呼吸的第一和第二阶段．其中C表示二氧化碳．
2、分析图2，图A是密闭装置，内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此刻度移动表示是氧气的变化量．液滴移到最右边，此时一天中储存氧气最多，图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．由数据可知，相同的时间刻度变化越来越小，说明释放的氧气量在减少，对应图B中de段或fg段．
3、分析表格，根据在CO₂浓度为20mg/L的环境中A植物与B植物CO₂饱和和植物净吸收的CO₂的量=光下植物吸收CO₂的量-黑暗条件下植物释放CO₂的量分析．

解答： 解：Ⅰ、（1）图中乙生理过程属于有氧呼吸的过程，有氧呼吸的第一阶段的场所是细胞质基质，第二阶段和第三阶段的场所是线粒体．
（2）甲过程是暗反应阶段，发生的反应是a．CO₂的固定：CO₂ +C₅

酶

2C₃、b．CO₂的还原：2C₃

酶

（CH₂O）+C₅ +H₂O，所以B物质二氧化碳；A物质是水的光解的产物氧气，用于呼吸作用的第三阶段，氧化还原氢，场所是线粒体内膜；在①②③④过程中只有①暗反应阶段消耗ATP．
（3）根据“通入¹⁴CO₂，当反应时间为0.5s时，¹⁴C出现在三碳化合物中；反应时间为5s时，¹⁴C出现在糖类中”，该实验是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子的转移路径．该实验运用了同位素标记法．当二氧化碳浓度降低时，导致二氧化碳的固定反应减弱，所以消耗的五碳化合物的量减少，而三碳化合物的还原反应不变，导致五碳化合物的生成量不变，所以降低二氧化碳的浓度会导致五碳化合物的含量上升．
Ⅱ、（4）装置刻度管中液滴移动是由氧气的增减造成的，只在有氧气释放，液滴就会右移．图B中g点表示光合作用与呼吸作用相等，超过该点将消耗氧气，所以g点时储存氧气最多．
（5）表格中数据表明，氧气的产生速率在逐渐减小，在B曲线上所对应的区段是de和fg．A点氧气吸收减少，与夜晚温度低有关．如果要测定该植物真正光合作用的速率，还需要测定出呼吸速率，具体做法是设置A装置完全相同的C装置，将C装置遮光放在与A相同的环境条件下．
Ⅲ、（1）由表格可知，在CO₂浓度为20mg/L的环境中，A植物与B植物CO₂均饱和．100cm²叶一天中A植物净吸收的CO₂的量为6×13-4×11=34mg，1.2m²叶一天中A植物净吸收的CO₂的量为120×34=4080mg=4.08g．100cm²叶一天中B植物净吸收的CO₂的量为10×13-8×11=42mg，2.5m²叶一天中B植物净吸收的CO₂的量为250×42=10500mg=10.5g．则一天中A植物比B植物少吸收的CO₂的量为10.5-4.08=6.42g．由于每消耗6摩尔CO₂产生1摩尔葡萄糖，因此一天中A植物比B植物少增重的葡萄糖量=6.42×180÷（6×44）=4.38g．
故答案为：
Ⅰ、（1）细胞质基质和线粒体
（2）CO₂ 线粒体内膜        ①
（3）反应时间        同位素标记法      降低CO₂的浓度（或CO₂的浓度）
Ⅱ、（4）18（或g）
（5）De（或fg）     a点时刻温度较低     对照实验：设置如A一样的装置C，将C遮光放在和A相同的环境条件下
Ⅲ、（1）4.38

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，有一定的难度．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．净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸作用速率．