Question

紅外線(xiàn)CO₂分析儀可用于測(cè)定混合氣體中CO₂的濃度及其變化量．將水稻的成熟綠葉組織放在密封透明的小室內(nèi)給予適宜光照，在不同CO₂濃度下測(cè)定光合作用效率．如圖甲為光合作用增長(zhǎng)率隨CO₂濃度變化的情況．圖乙是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和呼吸作用的物質(zhì)變化示意簡(jiǎn)圖．其中a、b表示物質(zhì)，①～④表示生理過(guò)程．請(qǐng)分析回答：

（1）圖甲中光合作用增長(zhǎng)率最大的是

 

段．在E點(diǎn)時(shí)光臺(tái)作用速率最大，此時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是

 

，限制光合作用速率的重要因素是

 

．
（2）圖乙中物質(zhì)a是

 

，過(guò)程②完成的能量轉(zhuǎn)化是

 

．
（3）若用¹⁸O標(biāo)記①過(guò)程中的H₂O，那么在④過(guò)程的最終產(chǎn)物中，有可能檢測(cè)到¹⁸O的物質(zhì)是

 

．
（4）將狀況相同的水稻綠葉分成四等組，在不同溫度下分別暗處理1h，再用適當(dāng)?shù)南嗤�的光照射lh，測(cè)其重量變化（假設(shè)在光下和黑暗條件下，細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物量相同），得到下表的數(shù)據(jù)．請(qǐng)分析并回答問(wèn)題：

組別	1	2	3	4
溫度/℃	27	28	29	30
暗處理后重量變化/mg	-1	-2	-3	-1
光照后暗處理前重量變化/mg	+3	+3	+3	+1

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，該綠葉細(xì)胞呼吸速率最高的溫度是

 

；27℃時(shí)綠葉的凈光合速率是

 

mg/h，此時(shí)，葉肉細(xì)胞的葉綠體中ADP的轉(zhuǎn)移方向是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化

專(zhuān)題：

分析：分析題圖甲可知，縱軸表示光合作用的增長(zhǎng)率，隨二氧化碳濃度升高，光合作用增長(zhǎng)率升高，CD對(duì)應(yīng)的光合作用的增長(zhǎng)率最大，超過(guò)D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二氧化碳濃度，光合作用增長(zhǎng)率減小，但是光合作用的速率仍然處于增長(zhǎng)狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到E點(diǎn)時(shí)光合作用的增長(zhǎng)率減小至0，光合速率不再增長(zhǎng)，此時(shí)光合速率最大；分析題圖乙可知，①是光反應(yīng)階段，進(jìn)行的場(chǎng)所是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜，②是暗反應(yīng)階段，反應(yīng)場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，③有氧呼吸的第一階段，反應(yīng)場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，④是有氧呼吸的第二、第三階段，反應(yīng)場(chǎng)所是線(xiàn)粒體；凈光合速率=真光合速率-呼吸速率．

解答： 解：（1）分析題圖甲可知，CD對(duì)應(yīng)坐標(biāo)縱軸的數(shù)值最大，即光合作用增長(zhǎng)率最大；E點(diǎn)是植物光合作用速率最大的點(diǎn)，該點(diǎn)既有光合作用也有有氧呼吸，因此產(chǎn)生ATP的生理過(guò)程的光合作用和有氧呼吸，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體；限制光合作用速率的重要因素是光照強(qiáng)度和溫度．
（2）分析題圖可知，①過(guò)程是光反應(yīng)階段，在光反應(yīng)階段中水光解產(chǎn)生了還原氫和氧氣，因此a是氧氣；②是暗反應(yīng)階段，該階段中能量變化是ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的穩(wěn)定的化學(xué)能．
（3）光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子來(lái)自水，因此若用¹⁸O標(biāo)記①過(guò)程中的H₂O，光合作用會(huì)產(chǎn)生¹⁸O標(biāo)記的氧氣，氧氣參與有氧呼吸的第三階段，與還原氫反應(yīng)生成水，因此在有氧呼吸的第三階段會(huì)產(chǎn)生¹⁸O標(biāo)記的水，第三階段產(chǎn)生¹⁸O標(biāo)記的水可以參與有氧呼吸的第二階段，與丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，因此二氧化碳中可能含有¹⁸O．
（4）在暗處理時(shí)，只進(jìn)行呼吸作用，因此有表格可以看出，在溫度為29℃時(shí)，重量變化最多，即呼吸作用最強(qiáng)．由于凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，27℃時(shí)小球藻，1h消耗有機(jī)物為1mg，光照后與暗處理前重量變化為3mg，這段時(shí)間進(jìn)行了2h的呼吸作用，1h的光合作用，因此凈光合速率=3+1=4mg/h；ATP在光反應(yīng)的過(guò)程中產(chǎn)生，在暗反應(yīng)過(guò)程中水解形成ADP和磷酸，因此此時(shí)，葉肉細(xì)胞的葉綠體中ADP的轉(zhuǎn)移方向是葉綠體基質(zhì)→類(lèi)囊體薄膜．
故答案應(yīng)為：
（1）CD   細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體    溫度、光照強(qiáng)度
（2）氧氣     ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的穩(wěn)定的化學(xué)能
（3）水、二氧化碳
（4）29℃4   葉綠體基質(zhì)→類(lèi)囊體薄膜

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是影響光合作用的因素，光合作用過(guò)程中光反應(yīng)與暗反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的關(guān)系，有氧呼吸的具體過(guò)程和場(chǎng)所，光合作用與呼吸作用的關(guān)系，分析題圖獲取信息是解題的突破口，對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的綜合理解和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵．