Question

2．光合作用和細(xì)胞呼吸
如圖表示一個(gè)水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的部分代謝簡(jiǎn)圖．圖中①～⑤表示反應(yīng)過程，A～L表示細(xì)胞代謝過程中的相關(guān)物質(zhì)，a、b、c表示細(xì)胞的相應(yīng)結(jié)構(gòu)．請(qǐng)據(jù)圖作答：

（1）圖中，反應(yīng)過程①的場(chǎng)所是類囊體膜，反應(yīng)過程④的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)．
（2）結(jié)構(gòu)a中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換過程是光能→（電子能）→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能．在其他環(huán)境條件適宜而凈光合速率為零時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)A～L各物質(zhì)中產(chǎn)生的質(zhì)量與消耗質(zhì)量相等的有A、C（多選）
A．G=I      B．A=B     C．D=K    D．E=F    E．D=G
（3）干旱初期，水稻光合作用速率明顯下降，其主要原因是反應(yīng)過程②受阻（填編號(hào)）．
（4）小麥灌漿期（光合作用較旺盛）若遇陰雨天則會(huì)減產(chǎn)，其原因是反應(yīng)過程①受阻（填編號(hào)）．
實(shí)驗(yàn)室探究光照強(qiáng)度對(duì)水稻生理代謝的影響時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得相關(guān)生理代謝數(shù)據(jù)如下：
（a） 黑暗條件下，CO₂釋放量為0.4mol/cm²葉•小時(shí)；
（b） 光飽和時(shí)光照強(qiáng)度為2.5千勒克司；
（c） 光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度為1.0千勒克司；
（d） 光照強(qiáng)度為3.0千勒克司時(shí)光合作用釋放O₂量是1.0mol/cm²葉•小時(shí)．
（5）如果水稻發(fā)生圖示的生理過程，當(dāng)“D”和“K”的量相等時(shí)，所需要的光照條件是B．（其他條件適宜）
A．小于1.0千勒克司       B．1.0千勒克司       C． 2.5千勒克司
D． 3.0千勒克司           E．大于1.0千勒克司，但小于2.5千勒克司
（5）當(dāng)光照強(qiáng)度為2.5千勒克司時(shí)，水稻光合作用固定的CO₂量是1.4（mol/cm²葉•小時(shí)）．

Answer 1

分析 1、植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時(shí)釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，細(xì)胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無光都可以進(jìn)行，為細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量．
2、根據(jù)圖中物質(zhì)變化可以判斷：圖中a為葉綠體，①是光反應(yīng)，場(chǎng)所是類囊體；②是暗反應(yīng)，場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A是ATP，B是ADP，C是[H]，D是氧氣，F(xiàn)是C₅，G是CO₂，E是C₃．
b是線粒體，③是有氧呼吸第一階段，④是有氧呼吸第二階段，⑤是有氧呼吸第三階段，H是丙酮酸，L是水，I是二氧化碳，J是[H]，K是氧氣．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）根據(jù)題意和圖示分析可知：代謝過程為光合作用和呼吸作用．過程①是光合作用的光反應(yīng)，它發(fā)生在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上；過程④是有氧呼吸的第二階段，它發(fā)生在線粒體基質(zhì)中．
（2）結(jié)構(gòu)a為葉綠體，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換過程是光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，再轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能．圖中A表示ATP，B表示ADP，C表示[H]，D和K表示氧氣，E表示三碳化合物，F(xiàn)表示五碳化合物，G表示二氧化碳，H表示丙酮酸，I表示二氧化碳，光合作用等于呼吸作用時(shí)，ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化，數(shù)量相等，一分子五碳化合物結(jié)合一個(gè)二氧化碳形成2分子的三碳化合物，G和I、D和K是相等的．
（3）干旱初期，水稻光合作用速率明顯下降，其主要原因是植物缺水，氣孔部分關(guān)閉，影響二氧化碳進(jìn)入植物體，進(jìn)而影響②暗反應(yīng)速率．
（4）小麥灌漿期若遇陰雨天，光照不足，影響光合作用的①光反應(yīng)階段．
（5）①如果水稻發(fā)生圖示的生理過程，當(dāng)“D”和“K”的量相等時(shí)，即光合作用產(chǎn)生的氧氣等于呼吸作用消耗的氧氣，根據(jù)題干中“光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度為1.0千勒克司”可知，當(dāng)“D”和“K”的量相等時(shí)所需要的光照條件是1.0千勒克司．
②光照強(qiáng)度為3.0千勒克司時(shí)光合作用釋放O₂量是1.0mol/cm²葉•小時(shí)．光飽和時(shí)光照強(qiáng)度為2.5千勒克司，則當(dāng)光照強(qiáng)度為2.5千勒克司時(shí)，凈光合速率等于1.0mol/cm²葉•小時(shí)，而黑暗條件下，CO₂釋放量為0.4mol/cm²葉•小時(shí)，即呼吸速率為0.4mol/cm²葉•小時(shí)．根據(jù)真光合速率等于凈光合速率+呼吸速率，水稻光合作用固定的CO₂量是1.0+0.4=1.4mol/cm²葉•小時(shí)．
故答案為：
（1）類囊體膜     線粒體基質(zhì)   
（2）光能→（電子能）→活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能   A、C
（3）②
（4）①
（5）B     
（6）1.4

點(diǎn)評(píng) 本題以葉肉細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的部分代謝簡(jiǎn)圖為載體，考查了光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)，考生要識(shí)記光合作用和呼吸作用過程中的物質(zhì)變化和能量變化，并能夠根據(jù)變化判斷圖中標(biāo)號(hào)表示的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)；能夠?qū)τ绊懝夂献饔脧?qiáng)度問題進(jìn)行一些原因分析，難度適中．