Question

8．測定透明密閉玻璃罩內某植物在單位時間內CO₂的吸收量或O₂消耗量（相對值）隨溫度的變化，結果如圖所示，請分析回答下列問題：
（1）植物光合作用有關的酶分布在葉綠體的類囊體膜（或光合膜）和基質．據(jù)圖推測，該植物光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度高（填“高”或“低”）．溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟效益，應控制的最低溫度為20℃．
（2）該植物光反應的產(chǎn)物中，被暗反應利用的物質是ATP、[H]（或NADPH）．在供給C¹⁸O₂較長時間后，葉肉細胞線粒體內能夠檢測出含¹⁸O的物質有丙酮酸、水、氧氣、CO₂（寫出兩種）．
（3）圖中B點時該植物的葉肉細胞中氧氣的擴散方向是部分擴散到線粒體，部分擴散出細胞．
若圖中B點和D點對應的縱坐標分別的是15和30，且植物處在B點和D點對應條件下相同時間內，光合作用積累的有機物量分別為m和n，則m與n的數(shù)學關系式為n=2m．
（4）A點時葉肉細胞中能產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體、葉綠體，研究者用含¹⁸O的葡萄糖追蹤根細胞有氧呼吸中的氧原子，其轉移途徑是C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂（用化學式和箭頭表示）．

Answer 1

分析 分析圖解可知：實驗的自變量為溫度，因變量為某植物在單位時間內CO₂的吸收量或O₂消耗量．其中O₂消耗量可以表示呼吸速率隨溫度變化的曲線；從空氣中吸收的CO₂量表示凈光合速率．
因此圖中A點時，從空氣中吸收的CO₂量為0，表示此時該植物的光合作用強度剛好等于呼吸作用強度；超過A點時，光合作用大于呼吸作用，此時光合作用二氧化碳的來源有：線粒體有氧呼吸釋放的二氧化碳、從空氣中吸收的二氧化碳．

解答 解：（1）光合作用過程包括光反應和暗反應兩個階段，光反應的場所是類囊體，暗反應的場所是葉綠體基質，并且兩個階段均需要酶的催化；圖中的實線表示植物的凈光合速率，虛線表示呼吸速率，高于20℃后實線不再上升，而虛線繼續(xù)升高，表明該植物的光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度高，溫室栽培該植物，為獲得最大經(jīng)濟效益，應控制的最低溫度為20℃．
（2）光合作用中，光反應為暗反應提供ATP、NADPH；供給C¹⁸O₂較長時間后，通過光合作用¹⁸O₂轉移到葡萄糖中和水中；葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸，然后丙酮酸進入線粒體進一步分解；水可以直接擴散到線粒體中，也可以經(jīng)光反應分解產(chǎn)生¹⁸O₂再擴散到線粒體中．
（3）A點時，植物的實際光合作用速率與呼吸速率相等，而葉肉細胞中的光合作用大于其呼吸作用，因此光合作用產(chǎn)生的O₂部分擴散到線粒體，部分擴散出細胞；B點、D點凈光合作用與呼吸作用相等，因此實際光合作用是呼吸作用的30÷15=2倍，即積累的有機物量m=2n．
（4）A點，光合作用小于或等于呼吸作用，因此A點時葉肉細胞中能產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體、葉綠體．根據(jù)有氧呼吸過程可以判斷，¹⁸O的葡萄糖在有氧呼吸中的氧原子的移途徑是C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂．
故答案為：
（1）類囊體膜（或光合膜）和基質    高     20 
（2）ATP、[H]（或NADPH）    丙酮酸、水、氧氣、CO₂（寫有葡萄糖就不得分，其他合理答案都可）
（3）部分擴散到線粒體，部分擴散出細胞      n=2m
（4）線粒體、葉綠體   C₆H₁₂¹⁸0₆→C₃H₄¹⁸O₃→C¹⁸O₂

點評 本題考查植物的光合作用與細胞呼吸的有關知識，意在通過分析曲線考查考生對相關知識的理解與運用能力，難度適中．考生要能夠識記光合作用光反應和暗反應發(fā)生的場所；識記光合作用和有氧呼吸過程中的物質變化；明確A點時植物的總光合作用大于總呼吸作用，而此時葉肉細胞的光合作用大于該細胞的呼吸作用．