Question

12．如图甲为蕃茄叶肉细胞中叶绿体结构与功能示意图，图乙为其叶绿体中的M、Q两种物质的含量随时间（T）的变化，回答下列问题：

（1）图甲中a是指类囊体薄膜，在a中发生的过程可称之为光反应阶段，为C→（CH₂O）+D（用图中字母加箭头表示）过程提供能量和[H]．
（2）假如叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖中有三分之一用于该细胞的有氧呼吸，则该细胞每积累一分子葡萄糖，能够产生9分子的氧气．
（3）环境条件稳定时，叶绿体中C₅量总是保持相对稳定，原因是通过二氧化碳固定过程，消耗五碳化合物，同时又通过三碳化合物的还原过程，生成五碳化合物．图乙中，若T₁时突然降纸CO₂浓度，则M、Q最可能分别是指C₅、[H]；若T₁时突然降低光照强度，则M、Q可能分别是指ADP、C₃．
（4）将蕃茄植株放在常温下暗处理2h，重量减少了2mg，再适当光照2h，测其重量比暗处理前增加了6mg，则此间该植株的呼吸速率是1mg/h，实际光合速率是5mg/h．

Answer 1

分析 1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖．甲为叶绿体，A为光能、B为二氧化碳、C为C₃、D为C₅．
2、若T1时刻突然降低CO₂浓度，则CO₂与C₅的固定下降，C₅消耗下降，有积累，另一方面，C₃的还原继续进行，继续生成C₅，故C₅含量增加．由于生成的C₃下降，C₃的还原下降，[H]消耗下降，有积累，另一方面，光反应继续生成[H]，故[H]含量增加，因为是CO₂变化直接引起C₅变化，间接引起[H]变化，故A代表C₅，B代表[H]．
若T1时刻降低了光照强度，光反应下降，生成ATP下降，消耗的ADP减少，另一方面，暗反应继续消耗ATP生成ADP，故直接引起ADP增加，故A代表ADP．光反应提供的[H]和ATP减少，C₃还原下降，C₃积累，另一方面继续固定CO₂生成C₃，故间接引起C₃增加，故B代表C₃．

解答 解：（1）图甲中a是类囊体薄膜，在a中发生的过程可称之为光反应阶段，为C₃的固定（即C→（CH₂O）+D）过程提供能量和[H]．
（2）根据题意可知，该叶肉细胞光合作用产生的葡萄糖中有三分之一用于该细胞的呼吸作用，那么该细胞每积累一分子葡萄糖，就表明该细胞光合作用产生了1.5分子的葡萄糖；由于光合作用反应式中葡萄糖：氧气=1：6，因此能够产生9分子氧气．
（3）环境条件稳定时，叶绿体中C₅量总是保持相对稳定，原因是通过二氧化碳固定过程，消耗五碳化合物，同时又通过三碳化合物的还原过程，生成五碳化合物．若T₁时刻突然降低CO₂浓度，则CO₂与C₅的固定下降，C₅消耗下降，有积累，另一方面，C₃的还原继续进行，继续生成C₅，故C₅含量增加．由于生成的C₃下降，C₃的还原下降，[H]消耗下降，有积累，另一方面，光反应继续生成[H]，故[H]含量增加，因为是CO₂变化直接引起C₅变化，间接引起[H]变化，故M代表C₅，Q代表[H]．若T₁时刻降低了光照强度，光反应下降，生成ATP下降，消耗的ADP减少，另一方面，暗反应继续消耗ATP生成ADP，故直接引起ADP增加，故M代表ADP．光反应提供的[H]和ATP减少，C₃还原下降，C₃积累，另一方面继续固定CO₂生成C₃，故间接引起C₃增加，故Q代表C₃．
（4）实际光合作用=净光合作用-呼吸作用．将该植物放在常温下暗处理2h，重量减少2mg，呼吸作用速率=1mg/h，再用适当光照射2h，测其重量比暗处理前增加6mg，净光合作用速率=$\frac{6+2}{2}=4$mg/h，则该植物的实际光合速率是4+1=5mg/h．
故答案为：
（1）类囊体薄膜     光反应阶段    C→（CH₂O）+D    能量和[H]
（2）9
（3）通过二氧化碳固定过程，消耗五碳化合物，同时又通过三碳化合物的还原过程，生成五碳化合物      C₅[H]ADP      C₃
（4）1      5

点评 本题以图形为载体，考查了光合作用的影响因素．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力．影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，其中光照强度主要影响光反应，二氧化碳浓度主要影响暗反应；影响光合作用的内在因素有：色素的含量、酶的数量、五碳化合物的含量等．