Question

如图一为高等绿色植物新陈代射的部分过程示意图，图二是一科技小组学生研究某种植物在一定的光照强度，不同的温度条件下光合作用的速率，他们以光合作用产生的氧气和释放到环境中的氧气（均在标准状况下）为指标来测定，下图表示他们观察记录的结果，请回答：

（1）图一表示的代谢过程主要发生在植物的

 

细胞，甲中的

 

结构上有反应所需的色素和酶，叶绿体色素吸收光能的特性是

 

，参与甲结构的三种大量矿质元素是

 

．
（2）图一说明光合作用强度比呼吸作用

 

，物质A是

 

，乙中发生反应的反应式有

 

（3）图二表示光合作用产生氧气的曲线是

 

，从图中可以看出在

 

温度下光合作用产生的氧气和呼吸作用消耗的氧气彼此相等．
（4）在20℃时，测得氧气的产生量、释放量分别是560ml/min、336ml/min，能用于合成淀粉或转化为其他有机物的葡萄糖量是

 

mol/min．
（5）如果该植物是玉米，已知在20℃每分钟光合作用产生1克葡萄糖要消耗1.6×1010焦耳的光能，那么在20℃时，该植物光合作用要消耗

 

 焦耳/分的光能．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

专题：

分析：结合题意分析图解：图一中，甲为叶绿体，乙为线粒体，叶绿体合成的葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸进入线粒体中会进一步氧化分解；图二中，Ⅰ曲线氧气释放量高，因此Ⅰ曲线表示植物光合作用产生的氧气量，而Ⅱ曲线则为释放到环境中的氧气，两者的差值为呼吸作用消耗的氧气．

解答： 解：（1）图一表示该细胞既有叶绿体进行光合作用，又有线粒体进行呼吸作用，因此该细胞为植物的叶肉细胞．叶绿体中的类囊体薄膜结构上有反应所需的色素和酶，叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，因此吸收光能具有一定的选择．由于叶绿体中有大量的膜结构（基本骨架为磷脂双分子层）以及与光合作用有关的酶，这些物质的合成组要大量矿质元素N和P，而Mg将用于合成叶绿素．
（2）图一中看出，叶绿体除了吸收线粒体释放的二氧化碳，还从细胞外吸收一定量的二氧化碳，说明光合作用强度比呼吸作用强．有氧呼吸过程中，葡萄糖首先在细胞质基质分解为丙酮酸（第一阶段）才能进入线粒体中，在第二阶段丙酮酸和水分解为二氧化碳和[H]，第三阶段中，[H]和氧气结合生成水，三个阶段均释放能量．
（3）图二中，Ⅰ曲线氧气释放量高，因此Ⅰ曲线表示植物光合作用产生的氧气量，而Ⅱ曲线则为释放到环境中的氧气．曲线Ⅱ中与横轴的交点表示光合作用刚好等于呼吸作用，对应的温度为5℃和42.5℃．
（4）根据题意可知，能用于合成淀粉或转化为其他有机物的葡萄糖量指的是光合作用的净积累量，对应在20℃时，测得氧气的释放量336ml/min，因此折合成氧气的摩尔数为0.336÷22.4=0.015mol/min，又由于光合作用过程中，氧气的释放量：葡萄糖的生成量=6：1，因此葡萄糖量是0.0025mol/min．
（5）由于该植物总光合作用量为560ml/min，即0.025mol/min，因此葡萄糖的摩尔数=0.025÷6（mol），折合成质量=0.025÷6×180=0.75，因此该植物在20℃时，光合作用要消耗的光能=1.6×10¹⁰×（0.75÷1）=1.2x10¹⁰焦耳/分．
故答案为：
（1）叶肉细胞    类囊体薄膜    选择性      N、P、Mg
（2）强    丙酮酸      丙酮酸+H₂O--CO₂+[H]+ATP[H]+O₂--H₂O+ATP
（3）Ⅰ5和42.5      
（4）0.0025       
（5）1.2x10¹⁰

点评：本题具有一定的综合性和难度，考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及相关计算，要求考生具有一定的理解能力、应用能力和数据处理能力．计算时注意单位的换算，若出现的条件是ml，最终所求为mg（即从体积换算成质量）时，宜先将体积换算成分子数，再根据分子数换算成质量．