Question

4．在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请据图回答：

（1）图一中光反应发生的具体场所是叶绿体类囊体薄膜，适宜光照条件下此处合成的能源物质到叶绿体基质处利用．图一线粒体中利用H₂O的具体场所是线粒体基质，此处发生的能量变化是有机物中的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能．
（2）图二中曲线表示的含义是植物细胞的净光合速率随光照强度的变化情况，叶肉细胞处于丙状态时，不可能发生图一中的哪些过程？a、f（用图中字母表示），丁点以后限制光合速率的因素最可能是CO₂的浓度．
（3）如果在图二的乙点突然停止光照，叶绿体内C₅化合物含量的变化趋势是降低．写出图一细胞中以线粒体为主要场所的生理过程的总反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：甲点：植物只进行呼吸作用，线粒体中产生的二氧化碳的去向是h、a；乙点：植物进行的光合作用强度等于呼吸作用强度，线粒体中产生的二氧化碳的去向是h、c；丁点：光合作用达到饱和点，线粒体中产生的二氧化碳和空气中二氧化碳共同加入叶绿体，即进入叶绿体的二氧化碳总量是h、c、b；甲乙之间：植物进行的光合作用的强度小于呼吸作用强度，线粒体中产生的二氧化碳的去向是h、a、c；乙丁之间：植物进行的光合作用强度大于呼吸作用强度，线粒体中产生的二氧化碳和空气中二氧化碳共同加入叶绿体，即进入叶绿体的二氧化碳总量是h、c、b．

解答 解：（1）光反应的场所是叶绿体的类囊体膜；适宜光照条件下，光合作用过程中的能量变化是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能，所以光反应合成的ATP到叶绿体基质中用于暗反应．有氧呼吸过程中利用H₂O生成二氧化碳发生在有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行；线粒体中发生的能量变化是：有机物中的化学能释放出来，转变成热能和储存在ATP中的化学能．
（2）图二中曲线表示的含义是植物细胞的净光合速率随光照强度的变化情况，叶肉细胞处于丙状态时，光合作用强度大于呼吸作用强度，所以不可能发生图一中的a、f过程．丁点以后，光照强度增加，光合作用不再增强，此时，限制光合作用的因素不再是光照强度，最可能是二氧化碳浓度或温度．
（3）突然停止光照，光反应不能进行，暗反应因缺乏[H]和ATP而无法进行，二氧化碳固定生成三碳化合物的过程在短时间内仍然进行，因此三碳化合物含量升高，C₅化合物含量降低．图一细胞中以线粒体为主要场所的生理过程是有氧呼吸，其总反应式为C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．
故答案为：
（l）叶绿体类囊体薄膜   叶绿体基质     线粒体基质  有机物中的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能
（2）植物细胞的净光合速率随光照强度的变化情况    a、f   CO₂的浓度（或温度）
（3）降低    C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量

点评 本题以图形为载体，考查学生对光合作用过程．光合作用过程是考查的重点和难点，可以通过流程图分析，表格比较，典型练习分析强化学生的理解．