Question

1．将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，先后在黑暗和一定强度的光照条件下，测得该容器内氧气量的变化情况如图曲线表示．请分析回答下列问题：
（1）小麦叶肉细胞进行光合作用时，光反应场所是叶绿体类囊体薄膜，叶绿体内ATP转移途径是叶绿体类囊体薄膜转移到叶绿体基质，与光合作用相关的酶分布在叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质．CO₂进入叶肉细胞后被固定的产物是C₃，该物质的还原需要光反应提供ATP和[H]．
（2）A点以后的短时间内，叶片细胞内C₃的量将减少（填“增多”、“不变”或“减少”）．
B点时，叶片的光合作用速率相等（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用速率．
（3）0～5min时，密闭容器内氧气量减少的原因是呼吸作用消耗氧气．5-15min时，密闭容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为密闭容器内二氧化碳减少导致光合速率下降．
（4）如果小麦的呼吸速率自始至终不变，则在5～15min小麦的平均光合作用速率（用氧气产生量表示）是6×10^-8mol/min．
（5）该植物在正常情况下产生CO₂的场所是线粒体基质，该生理过程的总反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
该生理过程的第二、三阶段是在线粒体中完成的．

Answer 1

分析 据图分析：在0～5min之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气的减少量可表示呼吸作用消耗量，同时也可以计算出呼吸速率；5min之后，给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的减少量可以表示净光合作用量．

解答 解：（1）小麦叶肉细胞进行光合作用时，光反应场所是叶绿体类囊体薄膜，暗反应的场所为叶绿体基质；在光反应过程中产生ATP，暗反应消耗ATP，因此叶绿体内ATP转移途径是叶绿体类囊体薄膜转移到叶绿体基质，与光合作用相关的酶分布在叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质．CO₂进入叶肉细胞后和五碳化合物结合被固定成C₃，该物质的还原需要光反应提供ATP和[H]．
（2）A点给予光照，植物开始进行光反应，导致C₃化合物开始还原，C₃化合物合成不变，因此C₃化合物在短时间内减少．B点时，植物光合作用和呼吸作用同时进行，呼吸作用消耗光合作用产生的氧气，B点时容器内氧气量不再发生变化，说明光合作用产生的氧气正好被呼吸作用消耗掉，即呼吸作用速率等于光合作用速率．
（3）据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用．10～15min给予光照后，小麦叶片进行光合作用，产生了大量氧气．随着光合作用的进行，光合作用使密闭容器内的CO₂浓度逐渐减少，光合作用速率逐渐下降．
（4）据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用，所以呼吸作用每分钟消耗氧气量=（5-4）×10^-7mol÷5min=0.2×10^-7mol/min；5～15min之间，小麦的净光合作用速率=（8-4）×10^-7mol÷10min=0.4×10^-7mol/min；故5～15min小麦的平均光合作用速率=净光合作用速率+呼吸消耗=0.4×10^-7mol/min+0.2×10^-7mol/min=6×10^-8mol/min．
（5）该植物在正常情况下进行有氧呼吸产生CO₂，在有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水结合产生CO₂和[H]，其场所为线粒体基质；有氧呼吸过程的总反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．该生理过程的第 二、三阶段是在线粒体中完成的．
故答案为：
（1）叶绿体类囊体薄膜       叶绿体类囊体薄膜转移到叶绿体基质
叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质      C₃ ATP和[H]
（2）减少      相等
（3）呼吸作用消耗氧气      密闭容器内二氧化碳减少导致光合速率下降
（4）6×10^-8
（5）线粒体基质  C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量    二、三

点评 本题以曲线图为载体，考查了光合作用和呼吸作用之间的关系以及影响光合作用的环境因素，要求考生明确图中黑暗时只进行呼吸作用，光照时光合作用和呼吸作用同时进行，由此分别计算出呼吸速率和净光合速率；并且运用公式：总光合速率=净光合速率+呼吸速率．