Question

如图为植物新陈代谢的过程示意图，请据图分析回答下列问题：

（1）在甲图的叶绿体中，ADP的转移情况是从

 

到

 

；甲图中很多重要的步骤是在生物膜上进行的，这体现了生物膜系统的两个重要功能：
①

 

；
②

 

．
（2）乙图中在5℃时光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗的有机物量的

 

倍．乙图中A～B阶段CO₂吸收量逐渐下降的原因是随着该阶段温度的升高，参与呼吸作用的酶活性增强速率大于参与光合作用的酶活性增强速率，使

 

，因此植物从外界吸收的CO₂越来越少．
（3）研究人员以某农作物为材料，对其光合作用与温度等因素进行研究，探索育种生理指标，旨在为筛选高产量、耐高温的优良品种提供理论依据．实验中HA、HB、HD三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得．下表为不同温度对不同株系光合作用的影响．
温度对不同株系光合作用的影响

株系
光合速率/μmol?g-1?h-1
20℃	30℃	35℃
HA	20.32±1.83	18.32±1.60	-
HB	13.78±2.95	15.56±4.48	16.77±3.98
HD	8.32±0.85	9.36±0.52	9.07±2.74

①植物克隆的技术基础是

 

．
②由上表可知

 

株系光合速率能达到最高，生长最快；

 

株系保持较平稳状态且光合速率较高，说明其抗高温性最好．
③研究人员发现筛选出的抗高温品系抗虫性较差，欲通过基因工程对品种进一步改良，改良中涉及到的工具酶有

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,细胞呼吸的过程和意义,基因工程的原理及技术,植物培养的条件及过程

专题：

分析：本题主要考察光合作用和呼吸作用过程．
（1）有氧呼吸可以分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中．
反应式：1C₆H₁₂O₆（葡萄糖）

酶

2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖）
第二阶段：在线粒体基质中进行．
反应式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O

酶

20[H]+6CO₂+少量能量 （2ATP）
第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的．
反应式：24[H]+6O₂

酶

12H₂O+大量能量（34ATP）
（2）光合作用的阶段：
①光反应阶段：
a．水的光解：2H₂O

光

4[H]+O₂
b．ATP的生成：ADP+Pi

酶

ATP
②暗反应阶段：
a．CO₂的固定：CO₂ +C₅

酶

2C₃
b．CO₂的还原：2C₃

酶

（CH₂O）+C₅ +H₂O
（3）根据方程式中各种物质进行判断：图中①代表有氧呼吸第一阶段定，②代表有氧呼吸第二阶段，③代表有氧呼吸第三阶段．
图乙中，光照下吸收的二氧化碳量表示的是净光合作用量，黑暗下释放的二氧化碳量表示呼吸速率，因此根据此两项可计算总光合速率=净光合速率+呼吸速率．
分析表格：实验中HA、HB、HD三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得，植物克隆的技术基础是植物组织培养，表中数据可知HA株系光合速率能达到最高，生长最快；HB株系保持较平稳状态且光合速率较高．

解答： 解：（1）叶绿体中，ADP在暗反应产生，光反应消耗，故转移情况是从叶绿体基质到类囊体薄膜，生物膜系统的两个重要功能有为酶提供了大量的附着位点，为反应提供了场所，把细胞器和细胞质分割开，使各种化学反应互不干扰，保证了生命活动高效且有序地进行．
（2）乙图所示，光照下吸收的二氧化碳量表示的是净光合作用量，图中看出，25℃时净光合速率最高，因此光照相同时间，该温度条件下植物体积累有机物的量最多；当温度为5℃时，净光合速率是呼吸速率的两倍，因此光合作用制造的有机物量是呼吸消耗有机物量的3倍，A～B阶段CO₂吸收量逐渐下降的原因是随着该阶段温度的升高，参与呼吸作用的酶活性增强速率大于参与光合作用的酶活性增强速率，使细胞呼吸速度的增加大于光合作用速度的增加，细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的CO₂，因此植物从外界吸收的CO₂越来越少．
（3）①实验中HA、HB、HD三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得，植物克隆的技术基础是植物组织培养．
②由上表可知HA株系光合速率能达到最高，生长最快；HB株系保持较平稳状态且光合速率较高，说明其抗高温性最好．
③基因工程涉及到的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
故答案为：
（1）叶绿体基质   类囊体薄膜   为酶提供了大量的附着位点，为反应提供了场所   把细胞器和细胞质分割开，使各种化学反应互不干扰，保证了生命活动高效且有序地进行
（2）3   细胞呼吸速度的增加大于光合作用速度的增加，细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的CO₂
（3）①植物组织培养 
②HA  HB
③限制酶和DNA连接酶

点评：本题主要考查光合作用的相关知识，意在考查影响光合作用的因素，把握知识间内在联系的能力．