Question

回答下列关于植物代谢的问题．
某兴趣小组进行了一项实验，研究池塘中漂浮植物的生长情况．A、B和C三组玻璃容器中分别放入相同质量的漂浮植物，实验装置见图1．其中，组A和组B分别被250瓦和75瓦的灯泡照射着；组C则被250瓦的灯泡隔着有色滤光器照射着．图2为漂浮植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化的示意图，其中①②③④分别表示不同的代谢过程．

（1）图2中X、Y分别代表

 

、

 

．
（2）图2中进行③过程的场所是

 

，[H]在②③过程中的作用分别是

 

、

 

．
每隔一周取出容器中的植物，表面弄干后称重，再被放回容器内继续实验．图3记录了八周的称量结果．
（3）据图3计算前五周容器A中植物的氧气释放量为

 

mol．（若漂浮植物的含水量为90%）
（4）图3中五周后容器A中的植物重量开始下降，而容器B中的植物重量则继续上升，原因是

 

．
（5）哪个容器的含氧量在第八周是最低的？为什么？

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：分析图中实验设置可知，组A和组B分别被250瓦和75瓦的灯泡照射着，可视为一组对比实验，自变量为光照强度；组A和组C可视为一组对照实验，实验的自变量为是否隔着有色滤光器照射．因此可根据曲线趋势得出相应结论．
根据光合作用和呼吸作用的物质变化，可以确定图2中①表示光反应，②表示暗反应，④表示有氧呼吸的第一阶段，③表示有氧呼吸的第二、三两个阶段．光反应能为暗反应提供[H]和ATP，因此X表示ATP；有氧呼吸的第一阶段产生丙酮酸和[H]，因此图中Y表示丙酮酸．

解答： 解：（1）图2①光反应能为②暗反应提供[H]和ATP，因此X表示ATP；有氧呼吸的④第一阶段产生丙酮酸和[H]，因此图中Y表示丙酮酸．
（2）图2中进行③过程表示有氧呼吸的第二、三两个阶段，其的场所是线粒体，[H]在②暗反应中用于三碳化合物的还原，在③有氧呼吸的第三阶段过程中与O₂结合生成水，释放出大量的能量．
（3）图3中看出，前五周容器A中植物的重量变化=45-15=30kg，由于漂浮植物的含水量为90%，表明葡萄糖重量增加=30×10%=3kg，葡萄糖的摩尔数=3000÷180（mol），而光合作用产生的葡萄糖：氧气=1：6，因此氧气释放量=3000÷180×6=100mol．
（4）容器中A中的植物生长旺盛，导致下面的叶片只能接受光补偿点以下的光照，使得光合速率小于呼吸速率，植物重量开始下降；容器B中的植物叶片数量较少，能受到充足光照，光合速率大于呼吸速率．因此导致图3中五周后容器A中的植物重量开始下降，而容器B中的植物重量则继续上升．
（5）由于C组使用滤光器，光强减弱，并且图中C的重量减轻，说明光合速率小于呼吸速率，所以氧气含量减少，而其它两个容器中光合速率大于呼吸速率，氧气含量较高．
故答案为：
（1）ATP      丙酮酸
（2）线粒体（或线粒体基质和内膜，只答“线粒体内膜”不得分）
还原C₃    与O₂结合生成水，释放出大量的能量
（3）100mol
（4）容器中A中的植物生长旺盛，导致下面的叶片只能接受光补偿点以下的光照，使得光合速率小于呼吸速率，植物重量开始下降；容器B中的植物叶片数量较少，能受到充足光照，光合速率大于呼吸速率
（5）C  （由于使用滤光器，光强减弱或图中C的重量减轻）说明光合速率小于呼吸速率，所以氧气含量减少，而其它两个容器中光合速率大于呼吸速率，氧气含量较高

点评：本题考查了光合作用和呼吸作用的过程以及影响光合作用的环境因素的探究实验，意在考查考生的识记能力、知识网络构建的能力，并能结合光合作用和呼吸作用强度分析曲线图的能力，难度适中．考生要能够识记光合作用和有氧呼吸过程中的相关物质变化；在计算氧气释放量时，首先根据曲线计算重量增加量，再根据含水量90%计算出合成葡萄糖的量，最后根据化学反应式计算氧气的释放量．