Question

拟南芥由于植株小、结实多、生命周期短、遗传操作简便，近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～③代表过程。据图回答下列问题:

（1）甲图中的H₂O、CO₂消耗的场所分别是            、           。乙图中CO₂产生于第     阶段（填图中序号）。

（2）与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比，乙图特有的步骤是       （填序号），马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是       。

（3）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO₂吸收量的变化，每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

①图中显示，拟南芥叶片在照光条件下，CO₂吸收量集中在0．2～0．6μmol·m^-2·s^-1范围内，在300s时CO₂      量达到2．2 μmol·m^-2·s^-1。由此得出，叶片的真正光合速率大约是           μmol·m^-2·s^-1。

②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用            技术进行探究。

Answer

（1）类囊体薄膜（叶绿体基粒） 叶绿体基质 ②

（2）②③ 乳酸

（3）①释放 2．4-2．8 ② 14C同位素示踪（同位素示踪、同位素标记）

【解析】

试题分析：（1）图甲表示光合作用的过程，水的光解发生在类囊体薄膜，二氧化碳固定发生在叶绿体基质。图乙表示有氧呼吸的过程，水是在③有氧呼吸第三阶段产生的，二氧化碳是在②有氧呼吸第二阶段产生的。

（2）马铃薯块茎细胞在缺氧时进行的是无氧呼吸，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，故有氧呼吸特有的步骤是②③，马铃薯块茎细胞在缺氧时的进行无氧呼吸的产物是乳酸．

（3）①据图分析，拟南芥叶片在照光条件下进行光合作用，CO2吸收量在0．2～0．6μmol•m-2•s-1范围内，在300s时拟南芥只进行呼吸作用，所以CO2释放量达到2．2μmol•m-2•s-1．真正的光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率=（0．2～0．6）+2．2=2．4～2．8μmolCO2•m-2•s-1．

②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素的来源与去向可以采用14C同位素示踪技术进行研究。

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

【名师点睛】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。

2、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖。