Question

15．图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，A、B代表两种细胞器，①～⑦代表各种物质．图2表示甲、乙两种植物的光合速率与光照强度的关系．分析回答下列问题：

（1）图1中A、B两种细胞器的代谢过程与其广阔的膜面积有着重要联系，其中A中的类囊体（膜）或基粒结构和B中的内膜向内折叠（嵴）结构，以两种不同的方式实现膜面积的增加．
（2）1937年，植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中加入1%的DCPIP（注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色）．将上述溶液置于光照条件下发现溶液呈无色并放出氧气，叶绿体中能使DCPIP变为无色化合物的是NADPH或[H]（填图中序号和名称），这项研究对于揭示光反应的条件和机理发挥了重要意义．
（3）1946年，美国科学家卡尔文在供给植物¹⁴CO₂后，相隔不同时间取样，杀死细胞并分析细胞代谢产物，发现7秒后的代谢产物有多种，而0.5秒内的代谢产物主要是一种物质，该物质最可能是图1中的⑤（用图中序号表示）．当反应达到平衡之后忽然中断CO₂的供应，短时间内物质⑥的含量将增加，该项研究对于揭示碳反应的机理发挥了重要意义．
（4）若图2中甲植物处于12klx光照强度条件下的叶肉细胞的部分生理活动如图1所示，细胞中的CO₂的来源有线粒体和外界（细胞间隙）．
（5）在相同的光照强度下，不同植物的光合速率会有差别．图2中甲植物在5klx光照强度条件下的实际光合速率与乙植物最大的实际光合速率相同．

Answer 1

分析 据图分析：1、图1中A表示线粒体、B表示叶绿体．①表示五碳化合物、②表示三碳化合物、③表示[H]、④表示ATP、⑤表示水、⑥表示氧气、⑦表示二氧化碳．
2、叶绿体是光合作用的场所，光反应发生在类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质内；有氧呼吸：第一阶段：在细胞质的基质中，这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的．反应式：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，这一阶段也不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的．反应式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$20[H]+6CO₂+少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的．反应式：24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+大量能量．
3、在相同的光照强度下，不同植物的光合速率会有差别．净光合速率=真正光合速率-呼吸速率；真正光合速率=单位时间产生葡萄糖的速率或者产生氧气的速率；呼吸速率=单位时间消耗的氧气或者产生的C0₂．

解答 解：（1）叶绿体A类囊体堆叠形成基粒，从而增加了膜面积．线粒体B内膜向内折叠形成嵴，从而增加了膜面积．
（2）根据题干可知，将溶液置于光照条件下溶液呈无色并放出氧气，叶绿体中能使DCPIP变为无色化合物的是NADPH或[H]．
（3）卡尔文循环过程中，二氧化碳首先与五碳化合物结合形成三碳化合物，所以0.5秒内的代谢产物主要是一种⑤三碳化合物．当反应达到平衡之后忽然中断CO₂的供应，五碳化合物去路受阻，短时间内其来源不变，所以五碳化合物⑥含量将增加．
（4）图2中甲植物处于12klx光照强度条件下，已经达到了光饱和点，此时细胞中的CO₂的来源有线粒体和外界环境．
（5）光照强度为0时，植物只进行呼吸作用，可知：甲植物的呼吸速率为2，乙植物的呼吸速率为1，从图中可以看出乙植物最大的净光合速率为2，而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=2+1=3；甲植物呼吸速率为2，所以当净光合速率为1时，其实际光合速率为3，图中可以看出此时光照强度为5Klx．
故答案为：
（1）类囊体（膜）或基粒  内膜向内折叠（嵴）
（2）①光照    ②NADPH或[H]
（3）⑤增加
（4）线粒体和外界（细胞间隙）（或细胞呼吸释放和从外界吸收）
（5）5

点评 本题考查光合作用和呼吸作用以及计算的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力．