Question

8．如图为某植物的叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中a、b、c表示物质，①～④表示生理过程，请回答下列问题：

（1）图中过程①、③发生的场所分别是类囊体薄膜、细胞质基质，物质b是CO₂．
（2）在生长旺盛时期，植物体内过程①、③、④产生ATP的数量关系是①＞③+④（填“＞”或“=”或“＜”）．
（3）若用¹⁸O标记H₂O，那么在图中过程④的最终产物中，有可能检测到¹⁸O的物质有CO₂、H₂O．若图中b含量突然增加，短期内细胞中C₃含量将上升．
（4）若将该植物放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与细胞呼吸的影响（其余实验条件均为理想条件），实验以CO₂的吸收量与释放量为指标．实验结果如下表所示：

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.25	3.75	3.50	3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.00	1.50	2.25	3.00	3.50

①表中数据显示，该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高，其原因是在一定范围内，酶的活性随着温度的升高而增强．
②若每天对该植物交替进行12h光照和12h黑暗处理，该植物生长的最适温度为25℃左右．

Answer 1

分析 1、根据题意和图示分析可知：①表示光反应，②表示暗反应，③表示葡萄糖为底物有氧呼吸的第一阶段，④表示有氧呼吸的第二、三阶段，是丙酮酸的彻底氧化分解．其中a是氧气，b是二氧化碳．
2、本题的实验变量有两个：温度和有无光照，而做出本题的关键是要理解光照下吸收CO₂数值表示净光合作用速率，黑暗中释放CO₂表示呼吸作用速率．然后，比较表格中的数字，根据数据的变化特点可以得出呼吸速率随着温度的升高而增强，而净光合速率随着温度的不断升高出现先增强后下降的趋势，25℃达到最大值．

解答 解：（1）图中：①表示光反应，③表示葡萄糖为底物有氧呼吸的第一阶段，过程①、③发生的场所分别是类囊体薄膜、细胞质基质，物质b是CO₂．
（2）在生长旺盛时期，光合作用强度大于呼吸作用强度．光合制造有机物，呼吸作用分解有机物，由于细胞呼吸分解有机物所释放的能量只有一部分转移到ATP中，其余以热能形式散失，所以生长中的植物①过程产生ATP的总量大于③④过程产生ATP的总量．
（3）如果标记H₂¹⁸0中的氧，则光反应产的氧气中有放射性，a中有放射性，它参与④过程形成水，所以水中有放射性．若图中CO₂含量突然增加，短期内细胞中C₃生成含量有所增加，但还原过程不变，所以最终含量上升．
（4）①在一定范围内，酶的活性随着温度的升高而增强，因此，在一定范围内，该绿色植物呼吸速率随温度升高而升高．
②根据数据的变化特点可以得出呼吸速率随着温度的升高而增强，而净光合速率随着温度的不断升高出现先增强后下降的趋势，25℃达到最大值．净光合作用速率为3.75，该植物生长的最适温度为25℃左右．
故答案为：
（1）类囊体薄膜   细胞质基质   CO₂        
（2）＞
（3）CO₂、H₂O   上升
（4）①在一定范围内，酶的活性随着温度的升高而增强     ②25℃

点评 本题难度适中，着重考查考生的识图能力，实验探究能力，运用单因素研究光合作用的能力，以及光合作用和呼吸作用过程中有关物质的计算能力，在计算时善于利用公式：光合作用过程中二氧化碳的消耗总量=净光合作用二氧化碳消耗量+呼吸作用产生的二氧化碳量．