Question

某科研人员将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化如图所示。请分析回答：

（1）在第10min时，叶肉细胞产生[H]和ATP的细胞器是______。

（2）B点时，叶片的光合作用速率________（填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用速率。A点以后的短时间内，叶片细胞内C₅的量将________。

（3）在0～5min内，该容器内氧气量减少的原因是______。在5～15min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为_______。

（4）如果小麦叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15min内，小麦叶片光合作用的氧气产生量是_____mol。

（5）同一小麦植株的底部老叶呼吸作用强度比顶部幼叶弱，其内部原因可能是________。

（6）若向密闭容器中加入¹⁸O标记的O₂，可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。¹⁸O最短的转移途径是_____。

Answer

叶绿体和线粒体 等于 增加 黑暗条件下，叶片只进行呼吸作用吸收氧气，不进行光合作用释放氧气 从第5分钟开始，光照条件下，光合作用速率大于呼吸作用速率（净光合作用速率大于零），二氧化碳浓度逐渐降低，反过来使得光合速率减慢，净光合作用速率减慢，释放氧气的速率降低 6×10-7 酶活性降低 18O2→C18O2→（CH218O）

【解析】

据图分析：在0～5min之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气的减少量可表示呼吸作用消耗量，同时也可以计算出呼吸速率；5min之后，给予光照，此时植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此氧气的增加量可以表示净光合作用量。

（1）光合作用与呼吸作用均可产生[H]和ATP，在10min时小麦既进行光合作用又进行呼吸作用，因此小麦叶肉细胞产生[H]和ATP的细胞器是线粒体与叶绿体。

（2）B点时，植物光合作用和呼吸作用同时进行，此时容器内氧气量不再发生变化，说明光合作用产生的氧气正好被呼吸作用消耗掉，即呼吸作用速率等于光合作用速率。A点给予光照，植物开始进行光反应，导致C3化合物开始还原，C5的来源增加，同时去路不变，因此C5含量增加。

（3）在0～5min之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用，吸收氧气，因此密闭容器内氧气量减少。从第5分钟开始，光照条件下，光合作用速率大于呼吸作用速率（净光合作用速率大于零），密闭容器内二氧化碳浓度逐渐降低，反过来使得光合速率减慢，净光合作用速率减慢，释放氧气的速率降低。

（4）据图可知，0～5分钟之间，小麦叶片在暗室中只进行呼吸作用，所以呼吸作用每分钟消耗氧气量=（5-4）×10-7mol÷5min=0.2×10-7mol/min；5～15min之间，小麦的净光合作用速率=（8-4）×10-7mol÷10min=0.4×10-7mol/min；故小麦的真光合作用速率=净光合作用速率+呼吸消耗=0.4×10-7mol/min+0.2×10-7mol/min=6×10-8mol/min。5〜15min内，小麦叶片光合作用的氧气产生量=真光合作用速率×10min=6×10-7 mol。

（5）同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部最可能的原因是底部叶片衰老，酶活性降低。

（6）18O标记的18O2首先参与有氧呼吸第三阶段反应进入H218O，H218O参与有氧呼吸第二阶段反应进入C18O2，C18O2参与光合作用的暗反应生成（CH218O）。