Question

17．小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃．图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；图乙是在CO₂浓度一定、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测的小麦叶片的光合作用强度；图丙表示某种生理活动．请据图分析回答问题：

（1）图丙反应进行的场所是叶绿体，其中a表示ATP，b表示C₅．较强光照下，[H]的移动方向是类囊体薄膜移动到叶绿体基质．
（2）当突然停止光照，图丙中c的含量将增加（填“增加”“减少”或“不变”）．
（3）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，该细胞处于的生理状态是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度．若是d过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是（用化学反应式表示）6O₂+C₆H₁₂O₆+6H₂O酶$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）在图乙中，B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体．C点时，该植物的总光合速率为20mg/（dm²•叶•h）．C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是CO₂浓度．
（5）在图乙中，适当提高CO₂浓度时，C点将上移（上移/下移/不动）；当植物缺镁时，B点将右移（左移/右移）．
（6）某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：探究温度（O₂浓度）对细胞呼吸速率的影响．需要特别注意的是，该实验需要在黑暗条件下进行．

Answer 1

分析 本题考查了光合作用和呼吸作用具体过程和物质变化的相关内容．
1、光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段．（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢．②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP．此过程将光能变为ATP活跃的化学能．（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物．②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物．此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能．光反应为暗反应提供了[H]和ATP，[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物．
2、有氧呼吸是指植物细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量的能量的过程．具体过程分三个阶段进行：①C₆H₁₂O₆→2丙酮酸+2ATP+4[H]（在细胞质中）②2丙酮酸+6H₂O→6CO₂+20[H]+2ATP（线粒体中）③24[H]+6O₂→12H₂O+34ATP（线粒体中）

解答 解：（1）图丙反应是光合作用，进行的场所是叶绿体，其中a表示ATP，b表示C₅．较强光照下，[H]的移动方向是类囊体薄膜移动到叶绿体基质．
（2）当突然停止光照，直接影响光反应阶段，产生的[H]和ATP较少，则三碳化合物消耗量减少，但生产量不变，最终于图丙中c的含量将增加．
（3）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，说明光合速率小于或等于呼吸速率．d过程也不发生，说明该细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用．
（4）图乙中B点时光合速率=呼吸速率，叶肉细胞中既能进行光合作用又能进行呼吸作用（有氧呼吸），所以叶肉细胞中产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．C点时，该植物的净光合速率是15mg/（dm²•叶•h），呼吸速率是5mg/（dm²•叶•h），所以真光合速率为20mg/（dm²•叶•h）．C点以后随着光照强度的增强，光合速率不再增强，说明光照强度不是限制因素，限制因素可能是CO₂浓度和温度．
（5）适当提高二氧化碳浓度时，光合作用增强，光饱和点C将上移．植物缺镁时，影响叶绿素的合成，进而影响光反应，要想光合速率=呼吸速率，要适当增加光照强度，B点右移．
（6）以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响时要避免光合作用对呼吸作用的影响，所以要对装置进行遮光处理或放在黑暗处．可设计一个探究温度（O₂浓度）对细胞呼吸速率的影响的课题．
故答案为：
（1）叶绿体    ATP     C₅     类囊体薄膜移动到叶绿体基质       
（2）增加
（3）光合作用强度小于或等于呼吸作用强度      6O₂+C₆H₁₂O₆+6H₂O酶$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（4）细胞质基质和线粒体、叶绿体    20     CO₂浓度
（5）上移     右移
（6）探究温度（O₂浓度）对细胞呼吸速率的影响      黑暗

点评 考查细胞呼吸与光合作用相关的知识；意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；识图能力和具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力．