题目内容

14.请回答下列有关呼吸作用和光合作用的有关问题:
Ⅰ、线粒体是有氧呼吸的主要场所,科学家在研究线粒体组分时,首先将线粒体放在低渗溶液中获得涨破的外膜,经离心后将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开.再用超声波破坏线粒体内膜,破裂的内膜自动闭合成小泡,然后用尿素处理这些小泡,实验结果如图1所示.请分析回答:

(1)将线粒体放入低渗溶液中,外膜涨破的原理是渗透作用.用差速离心方法能将外膜与内膜及其它结构分开.线粒体基质中可能含有abef(填字母).
a.DNA  b.丙酮酸  c.葡萄糖  d.染色质  e.核苷酸  f.RNA聚合酶
(2)研究发现,在适宜成分溶液中,线粒体含F0-F1内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应,其反应式为24[H]+6O2$\stackrel{酶}{→}$12H2O+大量能量.
Ⅱ、现有一个图2所示的装置,A是活塞,B是玻璃罩,C是某植物,D是碳酸氢钠溶液,E是红色水滴,F是带刻度尺的水平玻璃管,小明同学将上述装置放在光照、温度处于严格的最适状态,24小时后读取读数.装置红色液滴对应的初始刻度为0,实验结束后的读数记为X,零刻度右侧记为正值,零刻度左侧记为负值.请回答下列问题:
(1)如果小明同学要利用该装置测该条件下植物的净光合速率与真光合速率的变化情况,还应做如下改动和添加相关装置(注:真光合速率=净光合速率+呼吸速率).
①还要测出该条件下植物的呼吸速率,应将装置置于黑暗中,且该装置中D里的溶液应改为氢氧化钠溶液.
②为了平衡无关变量的影响,减小实验误差,还需添加一个相同装置,但该装置中的C应改为死亡的同样大小的植物.
(2)小明同学将他测量呼吸速率装置的读数记为Y,对照组的读数记为Z.则选用X、Y、Z来表示该植物的真光合作用速率应该为X-Y每天,净光合速率应为X-Z每天.

分析 1、有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段,在细胞质基质,葡萄糖分解为丙酮酸和[H],释放少量能量;第二阶段,在线粒体基质,丙酮酸分解为二氧化碳和[H],释放少量能量;第三阶段,前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水,产生大量的能量.
2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程.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]的作用下还原生成糖类等有机物.

解答 解:I(1)渗透作用原理是当细胞液浓度低于外界溶液浓度时,细胞会持续不断的吸水;当细胞液浓度高于细胞液浓度时,细胞失水皱缩;根据外膜与内膜包裹的基质的大小、密度、质量等不同,可以利用差速离心的方法将它们分开;线粒体基质是进行有氧呼吸的主要场所,同时还有DNA,所以线粒体基质中可能含有丙酮酸、产生ATP、核苷酸和氨基酸及RNA聚合酶等.
(2)有氧呼吸第三阶段是前两阶段产生的[H]与O2结合生成水,释放大量能量的过程.其反应式为:24[H]+6O2$\stackrel{酶}{→}$12H2O+大量能量.
 II(1)①测呼吸速率需要把添加一个相同装置用于测量呼吸量,置于黑暗中,且该装置中D里的溶液为氢氧化钠.
②为排除无关变量对实验的干扰,需要把该装置中的C应该为已经死亡的同样大小的植物.
(2)装置红色液滴对应的初始刻度为0,实验结束后的读数记为X,小明同学将他测量呼吸速率装置的读数记为Y,对照组的读数记为Z.则净光合速率应为X-Z每天,呼吸速率为Z-Y每天,因此该植物的真光合作用速率应该为净光合速率+呼吸速率=X-Z+Z-Y=X-Y每天.
故答案为:
 I(1)渗透作用   差速离心 abef
(2)三        24[H]+6O2$\stackrel{酶}{→}$12H2O+大量能量
 II(1)①氢氧化钠溶液②死亡的同样大小的植物
(2)X-Y    X-Z

点评 本题考查有氧呼吸过程中的物质变化、线粒体结构和植物净光合速率与真光合速率测定的相关知识,意在考查考生从图中获取有效信息,并运用这些信息结合所学知识解决相关生物学问题的能力和运用所学知识,通过分析与综合等方法进行解释、推理,做出合理判断的能力.

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