Question

4．图一表示一个番茄叶肉细胞内发生的部分代谢过程，图中①-⑤表示反应过程，A-L表示细胞代谢过程中的相关物质，a、b、c表示细胞的相应结构，图二中T₀～T₁表示在适宜条件下生长的番茄幼苗的结构a中的某两种化合物（B、C、E或F），T₁～T₃表示改变某个条件后两种化合物含量的变化．图三表示在恒温密闭玻璃温室内，连续48小时测定室内CO₂浓度及植物CO₂的吸收速率．据图回答下列问题：

（1）图中①④过程发生的场所分别是类囊体薄膜和线粒体基质．
（2）当环境处于一定条件时，G=I、D=K时，该番茄的代谢特点是光合速率等于呼吸速率． （光合速率大于呼吸速率，光合速率等于呼吸速率，光合速率小于呼吸速率）
（3）干旱初期光合作用强度下降的主要原因是因缺水，气孔关闭，使二氧化碳供应不足．
（4）在一定条件下，当G＞I、D＞K时，产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．在此条件下，若用含有¹⁸O的水浇灌番茄，则番茄周围空气中含有¹⁸O的物质有水、氧气．
（5）若图二中，在T₁时刻突然降低CO₂浓度，则物质甲、乙分别指的是F和C（用图一中字母表示）．
（6）图三中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，叶绿体吸收CO₂速率最大的时刻是第36小时，前24小时比后24小时的平均光照强度弱．（填“强”或“弱”）．
（7）如果使用相同强度绿光进行实验，图三中c点的位置将上移（填“上移”、“下移”或“不变”）．

Answer 1

分析 据图分析：图一中a为叶绿体，①是光反应，场所是类囊体；②是暗反应，场所是叶绿体基质，A是ATP，B是ADP，C是[H]，D是氧气，F是C₅，G是二氧化碳，E是C₃．b是线粒体，③是有氧呼吸第一阶段，④是有氧呼吸第二阶段，⑤是有氧呼吸第三阶段，H是丙酮酸，L是水，I是二氧化碳，J是[H]，K是氧气．
据图三分析：图中的CO₂吸收速率为可表示该植物的净光合速率，室内CO₂浓度变化可表示该植物有机物的积累量．从曲线可知实验的前3小时内植物只进行呼吸作用，6h时叶肉细胞呼吸速率与光合速率相等，此时细胞既不从外界吸收也不向外界释放CO₂，其呼吸产生的CO₂正好供应给光合作用，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时．图中的CO₂吸收速率为净光合速率，当CO₂吸收速率大于0时就有有机物的积累，因此图中6～18h、30～42h均有有机物的积累．

解答 解：（1）根据图中物质变化可以判断，图中反应过程①表示光合作用的光反应阶段，该阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上．④过程是有氧呼吸第二阶段，线粒体基质．
（2）图2中，D是氧气，G是二氧化碳，I是二氧化碳，K是氧气，光补偿点时，植物光合作用需要的是二氧化碳全部来自于呼吸作用，呼吸作用需要的氧气全部来自于光合作用，二者相等，即G=I，D=K．
（3）干旱初期由于缺水，气孔关闭，使二氧化碳供应不足导致光合作用强度下降．
（4）当G＞I、D＞K时，光合作用与呼吸作用都可以进行且都能够产生ATP，所以产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体．用含有¹⁸O的水浇灌番茄，通过光合作用和蒸腾作用番茄周围空气中含有¹⁸O的物质有氧气和水．
（5）图二中，在T1时刻突然降低CO₂浓度，五碳化合物的消耗减少，五碳化合物的利用的时间内不变，F五碳化合物含量上升；暗反应消耗的还原氢和ATP相应减少，而光反应仍然产生还原氢和ATP，所以C还原氢和ATP其含量上升．
（6）呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收CO₂速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、36、42小时．叶绿体利用CO₂速率最大的时刻是植物CO₂吸收速率曲线的最高点，即36h时．由温室内CO₂浓度曲线及植物CO₂吸收速率曲线，前24小时比后24小时CO₂浓度变化及CO₂吸收速率小，所以前24小时比后24小时的平均光照强度弱．
（7）植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO₂将减少，所以c点上移，
故答案为：
（1）类囊体薄膜     线粒体基质     
（2）光合速率等于呼吸速率
（3）因缺水，气孔关闭，使二氧化碳供应不足
（4）细胞质基质、线粒体和叶绿体   水、氧气
（5）F、C      
（6）4       36      弱      
（7）上移

点评 本题以叶肉细胞内发生的部分代谢简图为载体，考查了光合作用和呼吸作用的相关知识，考生要识记光合作用和呼吸作用过程中的物质变化和能量变化，并能够根据变化判断图中标号表示的物质或结构；能够对影响光合作用强度问题进行一些原因分析，难度适中．