Question

3．下列为植物代谢的一组问题，请据图、表回答问题．
下图1为植物光合作用与有氧呼吸的过程示意图，图中字母表示有关物质，数字表示相关生理过程，请据图回答问题：

（1）写出下列符号所表示含义：DNADPH   G二碳化合物  ④三羧酸循环
（2）若图1中化合物B的含量在24小时内发生的变化如下图2，请回答：
G点时B化合物含量升高的主要原因是缺乏CO₂所致．D点的出现可能是由于白天天气暂时由晴转阴造成．
（3）氧气是光合作用的副产物，请根据所学知识设计一实验方法证明氧气的氧原子来自何种反应物：在密闭透光的环境中，用含¹⁸O标记的水培养绿色植物，然后检测植物周围产生的氧气中有¹⁸O₂； 再在另一密闭透光的环境中加入含C¹⁸O₂的二氧化碳气体，检测植物周围产生的氧气中没有¹⁸O₂．
图3 是绿色植物光合作用速率的实验示意图，该装置放在标准状况的环境中．
（4）实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X处．然后遮光30分钟，针筒必须移动0.2mL才能保持水滴维持原位（X点）．针筒移动的方向是向右．
（5）接着光照30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置．若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的净光合作用速率是1.2
mL/小时．光照的1小时内该绿色植物实际产生氧气1.6mL．

Answer 1

分析 据图分析：图1：根据各个生理过程可以判断：A二氧化碳、B五碳化合物、C氧气、DNADPH、E水、FNADH、G二碳化合物、I二氧化碳；生理过程：①暗反应、②光反应产生的还原氢用于暗反应、③有氧呼吸的第一阶段、④三羧酸循环、⑤有氧呼吸的第二阶段．
图2表示五碳化合物的含量．
图3：测量光合作用的速率，碳酸氢钠提供光合作用的原料，用氧气的量代表净光合作用速率．

解答 解：（1）根据图1可以判断：D为NADPH、G为二碳化合物、④为三羧酸循环．
（2）图2中，中午由于温度较高，蒸腾作用较强，植物为了降低水分的流失，气孔关闭，导致二氧化碳的吸收受到影响，影响了二氧化碳的固定，导致反应减弱，消耗的五碳化合物减少，所以剩余的五碳化合物增多；D点五碳化合物的含量下降，如果天气晴转阴，光照强度下降，导致NADPH和ATP的量减少，影响三碳化合物的还原，导致五碳化合物的生成量减少；根据二氧化碳的固定的反应式，C₃酸和五碳化合物的量基本是成反比的．
（3）用放射性元素标记水中氧元素，然后检测氧气分子中是否有放射性．在密闭透光的环境中，用含¹⁸O 标记的水培养绿色植物，然后检测氧气分子中有无放射性¹⁸O₂，再在另一密闭透光的环境中加入含¹⁸CO₂的二氧化碳气体，检测植物周围产生的氧气中没有¹⁸O₂更好．
（4）遮光条件下，植物仅进行呼吸作用，消耗氧气，导致气体体积少，针筒向右移动．
（5）由于呼吸作用每小时是0.4，光照30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，说明0.5小时光合作用释放释放的氧气的量为0.6-0.2=0.4，这时候实际上是光照0.5，呼吸了一个小时，所以在光照的0.5小时内氧气的释放量为0.4+0.2=0.6，所以若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是0.6×2=1.2；这实际上代表净光合作用速率，植物真正的光合作用速率是1.2+0.4=1.6．
故答案为：
（1）NADPH   二碳化合物   三羧酸循环
（2）缺乏CO₂  D
（3）在密闭透光的环境中，用含¹⁸O 标记的水培养绿色植物，然后检测植物周围产生的氧气中有¹⁸O₂； 再在另一密闭透光的环境中加入含C¹⁸O₂的二氧化碳气体，检测植物周围产生的氧气中没有¹⁸O₂
（4）右
（5）1.2    1.6

点评 本题难度较大，需要掌握有氧呼吸和光合作用的生理过程，并能够对实验进行简单的设计进行评价，还要对一些常见的概念理解其含义，还要明确光合作用=净光合作用+呼吸作用，理解氧气的释放量表示的净光合作用的含义．