Question

10．小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃．图甲为小麦叶肉细胞中的部分代谢示意图；图乙是在CO₂浓度一定、环境温度为25℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度．请据图分析回答问题．

（1）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，该细胞处于的生理状态是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度．若是d过程也不发生，则此时该细胞内进行的生理过程是（用化学反应式表示）6O₂+C₆H₁₂O₆+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（2）在图乙中B点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体、叶绿体．C点时，该植物的总光合速率为20mg/（dm²•叶•h）．C点以后限制光合作用强度继续上升的环境因素是二氧化碳浓度．
（3）适当提高CO₂浓度时，C点将上移（填“上移”“下移”或“不动”）；当植物缺镁时，B点将右移（填“左移”或“右移”）．
（4）某同学以绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究的课题：探究温度（氧气浓度）对细胞呼吸速率的影响．需要特别注意的是，该实验需要在黑暗条件下进行．

Answer 1

分析 本题考查了光合作用和呼吸作用具体过程和物质变化的相关内容．
1、光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段．（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢．②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP．此过程将光能变为ATP活跃的化学能．（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物．②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物．此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能．光反应为暗反应提供了[H]和ATP，[H]和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物．
2、有氧呼吸是指植物细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量的能量的过程．具体过程分三个阶段进行：①C₆H₁₂O₆→2丙酮酸+2ATP+4[H]（在细胞质中）②2丙酮酸+6H₂O→6CO₂+20[H]+2ATP（线粒体中）③24[H]+6O₂→12H₂O+34ATP（线粒体中）

解答 解：（1）当图甲中细胞有d过程发生而没有e过程发生时，说明光合速率小于或等于呼吸速率．d过程也不发生，说明该细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，此时的反应式为6O₂+C₆H₁₂O₆+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
（2）图乙中B点时光合速率=呼吸速率，叶肉细胞中既能进行光合作用又能进行呼吸作用（有氧呼吸），所以叶肉细胞中产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体．C点时，该植物的净光合速率是15mg/（dm²•叶•h），呼吸速率是5mg/（dm²•叶•h），所以真光合速率为20mg/（dm²•叶•h）．C点以后随着光照强度的增强，光合速率不再增强，说明光照强度不是限制因素，限制因素可能是CO₂浓度．
（3））适当提高二氧化碳浓度时，光合作用增强，光饱和点C将上移．植物缺镁时，影响叶绿素的合成，进而影响光反应，要想光合速率=呼吸速率，要适当增加光照强度，B点右移．
（4）以绿色植物叶片为材料，探究温度（氧气浓度）条件对细胞呼吸速率的影响时要避免光合作用对呼吸作用的影响，所以要对装置进行遮光处理或放在黑暗处理．
故答案为：
（1）光合作用强度小于或等于呼吸作用强度    6O₂+C₆H₁₂O₆+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量
（2）细胞质基质和线粒体、叶绿体    20    二氧化碳浓度
（3）上移   　右移
（4）探究温度（氧气浓度）对细胞呼吸速率的影响    黑暗

点评 考查细胞呼吸与光合作用相关的知识；意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；识图能力和具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力．