Question

5．如图是某绿色植物叶肉细胞中的光合作用和有氧呼吸过程示意图．据图回答下列问题：
（1）夏季晴朗的中午，图示细胞中气体[b]（填写代号）氧气的生成量超过了消耗量，会扩散到细胞外，但此时的光合作用强度较中午前后实际上却略有下降，原因是此时细胞内[c]二氧化碳的含量较低．
（2）综合③④⑤过程可以看出，细胞释放能量的特点是能量逐步释放．
（3）将该绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在其他条件适宜的情况下不给光照，CO₂的含量每小时增加 8mg；给予充足的光照后，容器内CO₂的含量每小时减少36mg，据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg．请回答：
①上述条件下，光照时呼吸作用的强度等于（“大于”“等于”或“小于”）黑暗时呼吸作用的强度．
②在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是24.55mg．

Answer 1

分析 1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜．有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP．无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同．
2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖．
3、根据方程式中各种物质进行判断：图中①代表暗反应中二氧化碳的固定，c为二氧化碳；②代表暗反应三碳化合物的还原，③代表有氧呼吸第一阶段，④代表有氧呼吸第二阶段，⑤代表有氧呼吸第三阶段，b为氧气，a为光反应阶段产物之一[H]．然后根据问题涉及的具体内容进行回答．

解答 解：（1）夏季晴朗的白天，光合作用大于呼吸作用，氧气的生成量大于消耗量；但中午时分，由于蒸腾过旺，气孔关闭，二氧化碳偏少，光合作用强度下降．
（2）有氧呼吸过程分三阶段进行，每一阶段都有能量的释放．
（3）①根据题意可知，给予充足的光照后，容器内CO₂的含量每小时减少36mg，即净光合速率为36mg/h二氧化碳，此时光照条件下每小时制造葡萄糖30mg为真正的光合速率，根据光合作用的反应式中物质量关系式6CO₂→C₆H₁₂O₆，可以计算到需要消耗二氧化碳的量为44mg/h，根据真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，此时，呼吸速率为44-36=8mg/h二氧化碳，即光照时的呼吸强度与黑暗时的呼吸强度是相等的．
②不给光照，CO₂的含量每小时增加 8mg，可知呼吸速率为8mg/h．设每小时呼吸作用消耗葡萄糖的量为Y，同理由关系式C₆H₁₂O₆→6CO₂，可得：$\frac{180}{Y}=\frac{6×44}{8}$，计算得Y≈5.45mg．所以，光照时植物每小时葡萄糖净生产量为：30mg-5.45mg=24.55mg．
故答案为：
（1）b   氧气 c     二氧化碳
（2）能量逐步释放
（3）等于   24.55

点评 本题以图形为载体，考查了光合作用和有氧呼吸的过程及两者的联系．考查了学生识图、析图能力，运用所学知识分析和解决问题的能力，综合理解能力，有一定的难度．光合作用和呼吸作用过程是考查的重点和难点．光合作用合成有机物，而呼吸作用分解有机物．光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用为光合作用提供二氧化碳和水．