Question

如圖一為高等綠色植物新陳代射的部分過(guò)程示意圖，圖二是一科技小組學(xué)生研究某種植物在一定的光照強(qiáng)度，不同的溫度條件下光合作用的速率，他們以光合作用產(chǎn)生的氧氣和釋放到環(huán)境中的氧氣（均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為指標(biāo)來(lái)測(cè)定，下圖表示他們觀察記錄的結(jié)果，請(qǐng)回答：

（1）圖一表示的代謝過(guò)程主要發(fā)生在植物的

 

細(xì)胞，甲中的

 

結(jié)構(gòu)上有反應(yīng)所需的色素和酶，葉綠體色素吸收光能的特性是

 

，參與甲結(jié)構(gòu)的三種大量礦質(zhì)元素是

 

．
（2）圖一說(shuō)明光合作用強(qiáng)度比呼吸作用

 

，物質(zhì)A是

 

，乙中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式有

 

（3）圖二表示光合作用產(chǎn)生氧氣的曲線是

 

，從圖中可以看出在

 

溫度下光合作用產(chǎn)生的氧氣和呼吸作用消耗的氧氣彼此相等．
（4）在20℃時(shí)，測(cè)得氧氣的產(chǎn)生量、釋放量分別是560ml/min、336ml/min，能用于合成淀粉或轉(zhuǎn)化為其他有機(jī)物的葡萄糖量是

 

mol/min．
（5）如果該植物是玉米，已知在20℃每分鐘光合作用產(chǎn)生1克葡萄糖要消耗1.6×1010焦耳的光能，那么在20℃時(shí)，該植物光合作用要消耗

 

 焦耳/分的光能．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,細(xì)胞呼吸的過(guò)程和意義

專(zhuān)題：

分析：結(jié)合題意分析圖解：圖一中，甲為葉綠體，乙為線粒體，葉綠體合成的葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸進(jìn)入線粒體中會(huì)進(jìn)一步氧化分解；圖二中，Ⅰ曲線氧氣釋放量高，因此Ⅰ曲線表示植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量，而Ⅱ曲線則為釋放到環(huán)境中的氧氣，兩者的差值為呼吸作用消耗的氧氣．

解答： 解：（1）圖一表示該細(xì)胞既有葉綠體進(jìn)行光合作用，又有線粒體進(jìn)行呼吸作用，因此該細(xì)胞為植物的葉肉細(xì)胞．葉綠體中的類(lèi)囊體薄膜結(jié)構(gòu)上有反應(yīng)所需的色素和酶，葉綠體色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此吸收光能具有一定的選擇．由于葉綠體中有大量的膜結(jié)構(gòu)（基本骨架為磷脂雙分子層）以及與光合作用有關(guān)的酶，這些物質(zhì)的合成組要大量礦質(zhì)元素N和P，而Mg將用于合成葉綠素．
（2）圖一中看出，葉綠體除了吸收線粒體釋放的二氧化碳，還從細(xì)胞外吸收一定量的二氧化碳，說(shuō)明光合作用強(qiáng)度比呼吸作用強(qiáng)．有氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解為丙酮酸（第一階段）才能進(jìn)入線粒體中，在第二階段丙酮酸和水分解為二氧化碳和[H]，第三階段中，[H]和氧氣結(jié)合生成水，三個(gè)階段均釋放能量．
（3）圖二中，Ⅰ曲線氧氣釋放量高，因此Ⅰ曲線表示植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量，而Ⅱ曲線則為釋放到環(huán)境中的氧氣．曲線Ⅱ中與橫軸的交點(diǎn)表示光合作用剛好等于呼吸作用，對(duì)應(yīng)的溫度為5℃和42.5℃．
（4）根據(jù)題意可知，能用于合成淀粉或轉(zhuǎn)化為其他有機(jī)物的葡萄糖量指的是光合作用的凈積累量，對(duì)應(yīng)在20℃時(shí)，測(cè)得氧氣的釋放量336ml/min，因此折合成氧氣的摩爾數(shù)為0.336÷22.4=0.015mol/min，又由于光合作用過(guò)程中，氧氣的釋放量：葡萄糖的生成量=6：1，因此葡萄糖量是0.0025mol/min．
（5）由于該植物總光合作用量為560ml/min，即0.025mol/min，因此葡萄糖的摩爾數(shù)=0.025÷6（mol），折合成質(zhì)量=0.025÷6×180=0.75，因此該植物在20℃時(shí)，光合作用要消耗的光能=1.6×10¹⁰×（0.75÷1）=1.2x10¹⁰焦耳/分．
故答案為：
（1）葉肉細(xì)胞    類(lèi)囊體薄膜    選擇性      N、P、Mg
（2）強(qiáng)    丙酮酸      丙酮酸+H₂O--CO₂+[H]+ATP[H]+O₂--H₂O+ATP
（3）Ⅰ5和42.5      
（4）0.0025       
（5）1.2x10¹⁰

點(diǎn)評(píng)：本題具有一定的綜合性和難度，考查了影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素以及相關(guān)計(jì)算，要求考生具有一定的理解能力、應(yīng)用能力和數(shù)據(jù)處理能力．計(jì)算時(shí)注意單位的換算，若出現(xiàn)的條件是ml，最終所求為mg（即從體積換算成質(zhì)量）時(shí)，宜先將體積換算成分子數(shù)，再根據(jù)分子數(shù)換算成質(zhì)量．