Question

图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙是一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，用CO₂浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO₂浓度的变化情况，绘制成如下图的曲线。请据图回答问题。（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）

（1）图甲中，细胞器a为______，细胞器b中进行的生理过程包括___________两阶段，场所分别是____________________。

（2）图甲中物质④是____________，在___________的情况下，进入c中被分解。⑤代表的物质是________________。

（3）图乙中BC段较AB段CO₂浓度增加减慢是因为：________________________；

（4）该植物一天中有机物的产生量_______（大于、等于或小于）消耗量。

（5）若给该密闭装置通入C¹⁸O₂，一段时间后，装置内出现了¹⁸O₂，请用图解简要说明该过程_________________________________________。

Answer

液泡 光反应和暗反应 类囊体薄膜和叶绿体基质 丙酮酸 氧气充足 ATP 低温使植物呼吸作用减弱 大于 C18O2→H218O→18O2

【解析】

图甲中，细胞器a为液泡，可通过渗透作用为细胞器b提供水分，物质①代表水；细胞器b是叶绿体，利用水和CO2进行光合作用，物质②代表CO2；细胞器c为线粒体，利用葡萄糖在细胞质基质中分解产生的丙酮酸和[H]，结合吸收的氧气，进行有氧呼吸第二、三阶段，产生水和CO2，同时释放能量（部分用于合成ATP），相关物质③代表O2，物质④代表丙酮酸，物质⑤代表ATP，物质⑥代表水和CO2。

分析图乙可知，D、H点表示光合作用强度与呼吸强度相等；AC段还没有光照无法进行光合作用，但BC段较AB段CO2浓度增加更缓慢慢，最可能的原因是BC段温度比AB段更低，植物呼吸作用更弱；植物在CD段开始进行光合作用，但光合作用强度小于呼吸作用强度；DH段光合作用强度大于呼吸作用强度；其中FG段原因是光照强，气温高，导致蒸腾作用强，水分散失多，气孔关闭，CO2吸收减慢；HI段光合作用强度小于呼吸作用强度，甚至逐渐没有光合作用进行。

（1）结合前面的分析可知，图甲中，细胞器a为液泡，细胞器b中进行的生理过程是光合作用，包括光反应阶段和暗反应阶段两阶段，场所分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质。

（2）结合前面的分析可知，图甲中物质④是丙酮酸，在氧气充足的情况下，进入线粒体c中被分解。物质⑤代表是呼吸作用释放的能量合成的ATP，可直接供应于植物细胞对钾离子的主动吸收所需能量。

（3）从图中可发现，同样AB和BC段都没有光合作用，但BC段CO2浓度上升变慢，主要原因是BC段温度降低，使植物呼吸作用减弱。

（4）据图分析可知，一天结束时与这天起始时相比，玻璃罩内CO2浓度减小，说明罩内减少的CO2被植物吸收来进行光合作用合成并积累成有机物，即植物体内在一天中有机物产生量大于消耗量。

（5）若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，植物通过光合作用的暗反应合成了有机物（CH218O）的同时，可能还经过相应的一些生理过程产生了H218O，再经过光反应出现了18O2，即C18O2→H218O→18O2。