Question

光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，图1为绿色植物叶肉细胞内的生理活动示意图，图2表示植物所在密闭大棚内夏季一昼夜CO₂浓度的变化(假定呼吸速率不变)，图3中的a表示植物在夜晚单位时间内CO₂的释放量，b、c、d表示在不同光照条件下单位时间内植物O₂产生的总量。回答下列问题：

（1）图1中①过程完成吸收光能并转化为ATP和产生[H]的场所是___________

（2）图1中④过程进行的场所是___________，该过程的反应物除了Z物质外，还需___________参加。X物质是___________。

（3）图1中，①~⑤过程(仅考虑有氧条件)中能使ADP含量减少过程是___________(写标号)。

（4）图2中，甲、乙、丙、丁四点中光合速率等于呼吸速率的点是___________，对应图3中的___________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。

（5）图2中植物体内有机物含量最多是___________点，经过一昼夜后该植物_________(填“能”或“不能”)积累有机物。

（6）取该植物大小相似的叶片，进行分组实验：已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别测其重量的变化。得到如下的结果：

组别	一	二	三	四
温度（℃）	27	28	29	30
暗处理1小时后的重量变化（mg）	-1	-2	-3	-4
暗处理后再相同光照1小时后的重量变化（mg）	+2	+3	+3	+2
数值都是与暗处理前的重量比较，“-”表示减少重量，“+”表示增加重量

假如叶片的重量变化只与光合作用和呼吸作用有关，则二氧化碳固定量最多的是第___________组叶片，在29℃条件下每小时光合作用合成有机物为___________mg。

Answer

类囊体膜（叶绿体基粒） 线粒体基质 水 三碳化合物（C3） ①③④⑤ 乙和丙 c 丙 能 四 9

【解析】

该题主要考察了光合作用和呼吸作用的综合性问题，真光合速率=净光合速率+呼吸速率，合成有机物的含量表示真光合作用，积累有机物的含量表示净光合作用。有氧呼吸作用可以分为三个阶段，第一阶段由葡萄糖分解为丙酮酸，第二阶段由丙酮酸和水产生[H]和二氧化碳，第三阶段由氧气和[H]作用生成水，三个阶段都有能量的释放。

（1）吸收光能并转化为ATP和产生[H]属于光反应阶段，场所在类囊体薄膜上；
（2）葡萄糖初步分解产生Z物质和[H]，可以判定Z物质为丙酮酸，④过程应该为有氧呼吸的第二阶段，场所在线粒体基质；该过程反应物除了丙酮酸外，还有水参加；X物质是由Y物质和二氧化碳合成的，后续可以形成葡萄糖，可推测X物质为三碳化合物（C3）；
（3）使得ADP含量减少，意味着要合成ATP，图示中能合成ATP的过程有有氧呼吸的三个阶段和光反应过程，即①③④⑤；
（4）图2的纵坐标为大棚内二氧化碳的浓度，当该浓度上升时，表明植物在向外界释放二氧化碳，说明呼吸速率大于光合速率，该浓度下降时，表明植物在向外界吸收二氧化碳，说明呼吸速率小于光合速率，因此推测光合速率等于呼吸速率的点为乙和丙；图三中氧气产生量表示真光合作用，二氧化碳释放量表示呼吸速率-光合速率的差值，由于a表示出呼吸速率为6，因此光合速率与呼吸速率相等的时刻在c；
（5）图2中从乙到丙的过程，净光合速率大于零，植物积累有机物，而丙以后植物消耗有机物释放二氧化碳，所以有机物最多的点为丙；经过一昼夜以后整个环境中的二氧化碳量减少，说明一昼夜后植物积累了有机物；
（6）黑暗情况下重量的减少是由呼吸作用造成的，暗处理后再相同光照1小时后的重量变化包含两部分过程，一是暗处理使得重量变少，二是后续光合作用积累有机物使得重量增加，拿第一组来分析暗处理后重量减少1mg，表示该温度下呼吸速率为1，而最终光照后重量+2，表明光照期间积累的有机物为3mg，则固定的有机物应为3+1=4mg，同理第二组为（3+2+2）=7mg，第三组为（3+3+3）=9mg，第四组为（4+4+2）=10mg，因此二氧化碳固定量最多的为第四组；第三组每小时合成的有机物为9mg。