Question

紅外線CO₂分析儀可用于測定混合氣體中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給予適宜光照，在不同CO₂濃度下測定光合作用效率．如圖甲為光合作用增長率隨CO₂濃度變化的情況．圖乙是某植物葉肉細胞中光合作用和呼吸作用的物質變化示意簡圖．其中a、b表示物質，①～④表示生理過程．請分析回答：

（1）圖甲中光合作用增長率最大的是

 

段．在E點時光臺作用速率最大，此時細胞中產生ATP的場所是

 

，限制光合作用速率的重要因素是

 

．
（2）圖乙中物質a是

 

，過程②完成的能量轉化是

 

．
（3）若用¹⁸O標記①過程中的H₂O，那么在④過程的最終產物中，有可能檢測到¹⁸O的物質是

 

．
（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，再用適當的相同的光照射lh，測其重量變化（假設在光下和黑暗條件下，細胞呼吸消耗有機物量相同），得到下表的數據．請分析并回答問題：

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

根據本實驗所測數據，該綠葉細胞呼吸速率最高的溫度是

 

；27℃時綠葉的凈光合速率是

 

mg/h，此時，葉肉細胞的葉綠體中ADP的轉移方向是

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素,光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化

專題：

分析：分析題圖甲可知，縱軸表示光合作用的增長率，隨二氧化碳濃度升高，光合作用增長率升高，CD對應的光合作用的增長率最大，超過D點對應的二氧化碳濃度，光合作用增長率減小，但是光合作用的速率仍然處于增長狀態(tài)，當達到E點時光合作用的增長率減小至0，光合速率不再增長，此時光合速率最大；分析題圖乙可知，①是光反應階段，進行的場所是葉綠體的類囊體薄膜，②是暗反應階段，反應場所是葉綠體基質，③有氧呼吸的第一階段，反應場所是細胞質基質，④是有氧呼吸的第二、第三階段，反應場所是線粒體；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對應坐標縱軸的數值最大，即光合作用增長率最大；E點是植物光合作用速率最大的點，該點既有光合作用也有有氧呼吸，因此產生ATP的生理過程的光合作用和有氧呼吸，場所是細胞質基質、線粒體、葉綠體；限制光合作用速率的重要因素是光照強度和溫度．
（2）分析題圖可知，①過程是光反應階段，在光反應階段中水光解產生了還原氫和氧氣，因此a是氧氣；②是暗反應階段，該階段中能量變化是ATP中活躍的化學能轉變成儲存在有機物中的穩(wěn)定的化學能．
（3）光合作用產生的氧氣中的氧原子來自水，因此若用¹⁸O標記①過程中的H₂O，光合作用會產生¹⁸O標記的氧氣，氧氣參與有氧呼吸的第三階段，與還原氫反應生成水，因此在有氧呼吸的第三階段會產生¹⁸O標記的水，第三階段產生¹⁸O標記的水可以參與有氧呼吸的第二階段，與丙酮酸反應產生二氧化碳，因此二氧化碳中可能含有¹⁸O．
（4）在暗處理時，只進行呼吸作用，因此有表格可以看出，在溫度為29℃時，重量變化最多，即呼吸作用最強．由于凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，27℃時小球藻，1h消耗有機物為1mg，光照后與暗處理前重量變化為3mg，這段時間進行了2h的呼吸作用，1h的光合作用，因此凈光合速率=3+1=4mg/h；ATP在光反應的過程中產生，在暗反應過程中水解形成ADP和磷酸，因此此時，葉肉細胞的葉綠體中ADP的轉移方向是葉綠體基質→類囊體薄膜．
故答案應為：
（1）CD   細胞質基質、線粒體、葉綠體    溫度、光照強度
（2）氧氣     ATP中活躍的化學能轉變成儲存在有機物中的穩(wěn)定的化學能
（3）水、二氧化碳
（4）29℃4   葉綠體基質→類囊體薄膜

點評：本題的知識點是影響光合作用的因素，光合作用過程中光反應與暗反應的物質變化和能量變化、光反應與暗反應之間的關系，有氧呼吸的具體過程和場所，光合作用與呼吸作用的關系，分析題圖獲取信息是解題的突破口，對于相關知識點的綜合理解和應用是解題的關鍵．