Question

15．如图 1 是叶绿体类囊体膜结构及其发生的代谢过程示意图．将长势相同的小麦幼苗分成若干等份，在不同的温度下先暗处理 1h，测得其干重即葡萄糖量（单位：g）的变化，如图 2 甲曲线所示，再分别置于同一光照强度下照射 1h，测得其干重与暗处理前的变化，如图2乙曲线所示．回答下列问题：
（1）图 1 所示代谢的产物为[H]/NADPH、ATP、O₂．由图 1 中可推测 P₆₈₀ 和 P₇₀₀属于叶绿素a（物质），可以吸收光能，并在接受光的照射后被激发，释放势能高的电子．P₆₈₀和 P₇₀₀可用层析液试剂分离．
（2）图 1 中 ATP（合成）酶除广泛分布于真核细胞的叶绿体类囊体的薄膜上，还分布于真核细胞的线粒体内膜上．
（3）图 2 甲曲线表示的生理过程是C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量（用总反应式表示）
（4）在图2中，A点和B点相比，光合作用速率是否相等？不相等． 原因是A点光合作用的速率为5g/h，B点光合作用的速率为9g/h；小麦叶肉细胞内光合酶的最适温度为29℃．在此光照强度照射下，植物若能生长，30℃条件下每天的光照时间应高于8h．

Answer 1

分析 1、光反应和暗反应：

比较项目	光反应	暗反应
场所	基粒类囊体膜上	叶绿体的基质
条件	色素、光、酶、水、ADP	多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物	[H]、O2、ATP	有机物、ADP、Pi、水
物质变化	水的光解 ATP的合成	CO2的固定 C3的还原
能量变化	光能→电能→ATP 中活跃的化学能	ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能

分析曲线2，图中甲曲线表示不同温度下的呼吸速率，乙曲线表示呼吸作用2小时光合作用1小时后的净积累量．

解答 解：（1）根据题意可知，图 1 是叶绿体类囊体膜，该结构上进行的光合作用的光反应阶段，光反应过程中发生水的光解以及ATP的合成两个反应，因此代谢的产物为[H]/NADPH、ATP、O₂．图 1 中可以看出，P₆₈₀ 和 P₇₀₀能够吸收光能，应属于叶绿素，并在接受光的照射后被激发，释放势能高的电子．不同的色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上扩散的速度也不同，因此P₆₈₀和 P₇₀₀可用层析液分离．
（2）合成ATP的场所有叶绿体的基粒、细胞质基质、线粒体基质以及线粒体内膜，因此这些结构中均含有ATP合成酶，即叶绿体类囊体的薄膜和线粒体内膜上均含有ATP合成酶．
（3）图 2甲曲线处于黑暗条件下，此时细胞只进行有氧呼吸，因此有氧呼吸的反应式为C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（4）根据题意可知，甲曲线表示不同温度下的呼吸速率，乙曲线表示呼吸作用2小时光合作用1小时后的净积累量，因此A的光合速率=3+1×2=5g/h，B点的光合速率=3+3×2=9g/h．由此可得，B点的光合速率最高，即小麦叶肉细胞内光合酶的最适温度为29℃．在此光照强度照射下，植物若能生长，表明一天的光合作用净积累量要大于0，30℃条件下的呼吸速率为1g/h，一天呼吸作用消耗量为24g，而该温度条件下的光合速率=1+1×2=3g/h，因此每天的光照时间应高于8h．
故答案为：
（1）[H]/NADPH、ATP、O₂       叶绿素a（叶绿素、色素也给分）    层析液  
（2）线粒体内膜
（3）C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（4）不相等      A点光合作用的速率为5g/h，B点光合作用的速率为9g/h      29℃8h

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，要求考生能够掌握光合作用和有氧呼吸过程中的物质变化，识记不同色素的功能，能够运用真光合速率=净光合速率+呼吸速率的公式进行相关计算，属于考纲中理解、应用层次的考查．