题目内容
【题目】下图表示某种绿色植物叶肉细胞中部分新陈代谢过程,X1、X2表示某种特殊分子,数字序号表示过程,请据图回答:
(1)①过程中,ATP转化成ADP时,产生的磷酸基团被______________接受,同时在物质X2H的作用下使之成为卡尔文循环形成的第一个糖,此后的许多反应都是为了_____________。
(2)图中X1H转化成X1发生于过程_______(填序号)中,此过程中产生ATP所需的酶存在于_____________________。
(3)若a表示葡萄糖,则正常情况下,一个叶肉细胞中光合作用过程产生的ATP总量_________(大于/小于/等于)③和④过程产生的ATP总量;在消耗等量葡萄糖的情况下,③和④过程产生的ATP总量约等于厌氧呼吸的_________倍。
(4)若将该植物置于光照、温度等条件均适宜的密闭容器中,一段时间后,与初始状态相比,叶肉细胞中RuBP含量和3-磷酸甘油酸的生成速率将分别________________________。
【答案】3-磷酸甘油酸 再生RuBP ④线粒体内膜上 大于 15 增加 减慢
【解析】
光合作用分为两个阶段进行,在这两个阶段中,第一阶段是直接需要光的称为光反应,第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变为糖的反过程称为碳反应。光合作用在叶绿体中进行,光反应的场所位于类囊体膜,碳反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应,光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。图中①为碳反应,②为光反应,③为糖酵解+柠檬酸循环,④为电子传递链。a为糖类,b为O2。
(1)①过程为三碳酸的还原,三碳酸变成三碳糖的过程需要消耗ATP和NADPH,因此ATP转化成ADP时,产生的磷酸基团被3-磷酸甘油酸(三碳酸)接受。三碳糖是卡尔文循环形成的第一个糖,此后的许多反应都是为了再生RuBP (核酮糖二磷酸)。
(2)图中X1H为还原氢,生成于糖酵解和柠檬酸循环,在电子传递链中被消耗,与氧气反应生成水,因此转化成X1发生于过程④(电子传递链)中。电子传递链放出大量的能量,此过程在线粒体内膜上发生,因此产生ATP所需的酶存在于线粒体内膜上。
(3)③和④为呼吸产生的ATP总量,正常情况下,叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用,有有机物的积累,因此一个叶肉细胞中光合作用过程产生的ATP总量大于③和④产生的ATP总量。在消耗等量葡萄糖的情况下,③和④过程产生的ATP总量为2+2+26=30,约等于厌氧呼吸(2ATP)的15倍。
(4)若将该植物置于光照、温度等条件均适宜的密闭容器中,一段时间后,CO2含量减少,碳反应减慢, RuBP含量升高。RuBP与CO2生成3-磷酸甘油酸,RuBP含量升高,但CO2含量减少,3-磷酸甘油酸的生成速率将减慢。
