Question

(12分)红外线CO₂分析仪可用于测定混合气体中CO₂的浓度及其变化量。将水稻的成熟绿叶组织放在密封透明的小室内给予适宜光照，在不同CO₂浓度下测定光合作用效率。下图甲为光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况。图乙是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图。其中a、b表示物质，①～④表示生理过程。请分析回答：

(1)图甲中光合作用增长率最大的是_________段。在E点时光台作用速率最大,此时细胞
中产生ATP的场所是__________________，限制光合作用速率的重要因素是______________________。
(2)图乙中物质a是__________________，过程②完成的能量转化是______________________________________________。
(3)若用¹⁸O标记①过程中的H₂O，那么在④过程的最终产物中，有可能检测到¹⁸O的物质是________________。
(4)将状况相同的水稻绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射lh，测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同)，得到下表的数据。请分析并回答问题：

根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是_______________；27℃时绿叶的净光合速率是___________mg／h，此时，叶肉细胞的叶绿体中ADP的转移方向是_____________________________。

Answer 1

（1）CD   细胞质基质、线粒体、叶绿体   光照强度、温度
（2）氧气    ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
（3）水、二氧化碳
（4）29℃    4    叶绿体基质→类囊体薄膜

解析试题分析：（1）横坐标表示CO₂浓度，纵坐标表示光合作用增长率，依图可知增长率最大的是CD段。在E点时植物进行光合作用，又进行呼吸作用，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。E点时二氧化碳浓度不是限制因素，因此其重要的限制因素为光照强度和温度等。
（2）图乙中，①表示光合作用的光反应，水发生光解产生[H]和氧气；过程②表示光合作用的暗反应，此阶段中ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能。
（3）若用¹⁸O标记光反应过程中的H₂O，通过水的光解会产生¹⁸O₂，该氧气会参与有氧呼吸第三阶段的反应与[H]结合生成水；并且该水分子也会参与有氧呼吸第二阶段，水与丙酮酸生成二氧化碳和[H]，因此那么在有氧呼吸第二、三两阶段过程的最终产物中，有可能检测到¹⁸O的物质是水、二氧化碳。
（4）表格中暗处理后的重量变化即为呼吸速率，表中看出29℃时呼吸速率为3mg/h，此时为最高。27℃时光照后暗处理前重量变化为+3mg，此时经过了1h的光合作用，两小时的呼吸作用，因此绿叶的净光合速率="3+1=4" mg／h。光合作用过程中，在光反应中生成ATP，暗反应中分解ATP，因此暗反应产生的ADP会用于光反应中ATP的合成，则转移途径为叶绿体基质→类囊体薄膜。
考点：本题考查了光合作用和呼吸作用过程以及之间的联系等方面的知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力；能从题目所给的图形和表格中获取有效信息的能力。