Question

15．光合作用为生物界提供了赖以生存的物质和能量，细胞呼吸为生物体的生命活动提供了直接能源．下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述：
I、图1表示生物体内部分物质之间的转化关系，请据图回答下列问题．

（1）a～d四个生理过程中，人体不能进行的过程除a外，还包括b，原因是缺乏相关的酶．硝化细菌将CO₂转化为C₆H₁₂O₆时，所利用的能量来自NH₃等氧化释放出的化学能．
（2）水稻叶肉细胞内，a过程中H₂O→O₂的部位是叶绿体中的类囊体薄膜，伴随该过程的能量转化反应式为H₂O$→_{叶绿体}^{光能}$$\frac{1}{2}$O₂+[H]，ADP+Pi+能量$\stackrel{酶}{→}$ATP．
（3）酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体基质．
（4）请填写检测酵母菌呼吸产物时所用试剂和颜色反应比较表．

被检测的物质	试剂	现象（颜色）
CO2[来源：．Com]	澄清的石灰水	浑浊
	溴麝香草酚蓝水溶液	①由蓝变绿再变黄
酒精	重铬酸钾的浓硫酸溶液	②灰绿色

II．在一定浓度的CO₂和适当温度条件下，测定植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率，如图2给出了光照强度与该植物叶片光合作用速率的关系，如图3表示
CO₂和O₂的转移方向．请据图回答：
（1）根据图2，该植物叶片的呼吸速度是6（CO₂mg/100cm²叶•小时）．当光照强度为4klx时，该植物叶片总（真正）光合作用速率是每100cm²叶每小时吸收CO₂12mg．
（2）c点以后影响光合速率的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度（回答一种即可）．
（3）在图2中c点所示的条件下，该植物叶肉细胞内能够产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体类囊体薄膜．
（4）若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℃，图2曲线表示该植物在25℃时光合作用速度与光照强度的关系．若将温度提高到30℃的条件下（原光照强度和CO₂浓度不变），理论上分析曲线图中b点的位置如何变化右移（左移/右移），c点的位置如何变化下移（上移/下移）．
（5）将该植物叶片从光下移到黑暗中，叶绿体中C₃含量短时间内的变化将是升高．若该植物叶肉细胞处于图3状态时，则对应图2的曲线中b点．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，a表示光合作用，c表示有氧呼吸．bd都表示无氧呼吸，区别在于不同生物体中相关的酶不同，b主要发生在植物细胞和酵母菌中，d主要发生在动物细胞和乳酸菌中．光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质．
图2是植物光合作用速率与光照强度之间的关系，曲线表明，在一定的范围内，随光照强度增加，光合作用速率增强，超过一定强度后，随光照强度增加，光合作用速率不再增强，a点是呼吸数量，b点是光的补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等，c点是光的饱和点．
图3中，叶绿体吸收二氧化碳进行光合作用，线粒体吸收氧气进行有氧呼吸，由此可见，线粒体和叶绿体之间存在气体交换．

解答 解：I、（1）人体没有叶绿体，不能进行a光合作用；人体缺乏催化丙酮酸分解成酒精和二氧化碳的酶，因此不能进行b过程．硝化细菌将进行化能合成作用，能利用NH₃等氧化释放出的化学能，将CO₂和水转化为C₆H₁₂O₆．
（2）a过程中H₂O→O₂表示光合作用的光反应阶段，场所是叶绿体中的类囊体薄膜（基粒）．伴随该过程的能量转化反应式为H₂O$→_{叶绿体}^{光能}$$\frac{1}{2}$O₂+[H]，ADP+Pi+能量$\stackrel{酶}{→}$ATP．
（3）酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸．酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，场所是细胞质基质．酵母菌有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，场所是线粒体基质．
（4）溴麝香草酚蓝溶液是一种指示剂，较低浓度的CO₂使其由蓝变绿，较高浓度CO₂使其由蓝变绿再变黄；检测酒精可用重铬酸钾溶液，在酸性条件下雨酒精反应形成灰绿色．
II．（1）依据图1，在关照强度为零时，测得的值为呼吸速率=“6”CO₂mg/100cm²叶•小时．光照强度为4 klx时，该植物叶片总（真正）光合作用速率=“6”CO₂mg/100cm²叶•小时+6CO₂mg/100cm²叶•小时=“12”CO₂mg/100cm²叶•小时．
（2）由曲线的获得是在“一定浓度的CO₂和适当温度”，c点以后影响光合速率的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度．
（3）c点时叶肉细胞既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以细胞中产生ATP的部位是叶绿体、细胞质基质和线粒体．
（4）25℃是光合的最适温度，温度升高到30℃，该温度是细胞呼吸的最适温度，因而光合速率下降，呼吸速率升高，所以曲线图中b点右移，c点下移．
（5）植物叶片从光下移到黑暗处，光反应停止，C₃还原速率减弱，二氧化碳固定继续，因而C₃含量升高．图2状态表示光合速率=呼吸速率，对应于图1的b点．
故答案为：
Ⅰ、（1）b   相关的酶　  NH₃等氧化释放出的化学能
（2）类囊体薄膜（基粒）　H₂O$→_{叶绿体}^{光能}$$\frac{1}{2}$O₂+[H]，ADP+Pi+能量$\stackrel{酶}{→}$ATP
（3）线粒体基质、细胞质基质  
（4）由蓝变绿再变黄   灰绿色
II．（1）6     12
（2）CO₂浓度（或温度等）
（3）叶绿体、细胞质基质和线粒体
（4）右移      下移
（5）上升       b

点评 本题主要考查了学生对光合作用和细胞呼吸过程的理解．光合作用和细胞呼吸过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．考查了考查基础知识的理解应用及思维、分析、计算能力．