题目内容

7.如图为某绿色植物叶肉细胞内发生的部分代谢,其中①~⑧表示不同生理过程;如表列出了在不同光照强度与温度条件下该植物所在环境中氧气的变化量.回答下列问题:

光照强度(klx)
O2变化量(mg•h-1)
温度
0 5 10
 10℃-0.5+3.0+4.0 
 20℃-1 +2.0 +5.0
(1)图中的①②(填数字序号)过程只能发生在生物膜上.该植物叶肉细胞在0klx光照条件下能发生图中的①③④⑦⑧(填数字序号)过程.
(2)CO2浓度属于表中所示实验中的无关变量.植物光合作用过程中CO2浓度突然降低将导致短时间内叶绿体中C3含量降低,结合图甲中⑤、⑥过程分析原因:CO2浓度降低导致过程⑤减弱,使C3产生量减少,而短时间内⑥过程正常进行,导致C3消耗量不变.
(3)该植物在20℃、10klx的条件下培养4小时共产生氧气24mg.若此植物在20℃、5klx的条件下培养4.8小时后转入10℃、黑暗环境中继续培养19.2小时,在此24小时中该植物不能正常生长,其原因为在24小时中该植物光照下积累的有机物量等于黑暗中消耗的有机物量,所以植物不能正常生长.

分析 1、分析题图的代谢途径可知,①是由水形成氧气,是光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体膜上,该过程还产生还原氢和ATP;②过程是氧气形成水,是有氧呼吸第三阶段,植物叶肉细胞中发生在线粒体内膜上,该过程还产生ATP;③过程是ATP水解,发生在消耗能量的部位,④过程是ATP合成,光合作用过程能合成ATP,发生在叶绿体的类囊体膜上⑤,有氧呼吸产生ATP,发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上;⑤都二氧化碳形成三碳化合物,属于二氧化碳固定,⑥过程是三碳化合物被还原形成有机物,是三碳化合物还原过程,⑤⑥是光合作用的暗反应阶段,需要消耗光反应产生的还原氢和ATP,发生在叶绿体基质中;⑧是有机物形成丙酮酸过程,是葡萄糖酵解阶段,发生在细胞质基质中,⑦过程是有氧呼吸第二、第三阶段,发生在线粒体中,⑦⑧是有氧呼吸过程.
2、由表格信息可知,实验的自变量是温度和光照强度,因变量是环境中氧气的变化,因此实验的目的是探究温度、光照强度对光合作用强度的影响,由于因变量是植物所处的环境的氧气变化,因此测定的光合作用强度是净光合作用强度;光照强度为0时,氧气的变化量是呼吸作用强度.

解答 解:(1)①是水的光解,发生在叶绿体的类囊体膜上,②是有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上;植物叶肉细胞在0klx光照条件下,不能进行光合作用,进行细胞呼吸等其他生命活动,能分解有机物释放能量,合成ATP,同时消耗能量的过程伴随ATP水解,因此发生的生理过程是③④⑦⑧.
(2)由表格信息可知,该实验的自变量是温度和光照强度,二氧化碳浓度属于无关变量;二氧化碳浓度降低导致过程⑤减弱,使C3产生量减少,而短时间内⑥过程正常进行,导致C3消耗量不变,所以细胞内三碳化合物含量C3含量降低.
(3)由表格信息可知,20℃、10klx的条件下,净光合作用强度是5mg/h,20℃呼吸作用强度是1mg/h,因此实际呼吸作用强度是6mg/h,4小时共产生氧气4×6=24mg;
20℃、5klx的条件下,净光合作用强度是2mg/h,10℃条件下呼吸作用强度是0.5mg/h,此植物在20℃、5klx的条件下培养4.8小时后转入10℃、黑暗环境中继续培养19.2小时,有机物的积累量是2×4.8-0.5×19.2=0mg,因此不能正常生长.
故答案为:
(1)①②①③④⑦⑧
(2)无关    CO2浓度降低导致过程⑤减弱,使C3产生量减少,而短时间内⑥过程正常进行,导致C3消耗量不变
(3)24       在24小时中该植物光照下积累的有机物量等于黑暗中消耗的有机物量,所以植物不能正常生长

点评 本题旨在考查学生理解光合作用、呼吸作用过程中的物质变化、能量变化,光反应与暗反应之间的关系,实际光合作用、净光合作用、呼吸作用之间的关系,光照强度、温度对光合作用和呼吸作用的影响,把握知识的内在联系,形成知识网络,并结合题图信息进行推理、解答问题.

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