Question

5．如圖是某綠色植物葉肉細胞中的光合作用和有氧呼吸過程示意圖．據(jù)圖回答下列問題：
（1）夏季晴朗的中午，圖示細胞中氣體[b]（填寫代號）氧氣的生成量超過了消耗量，會擴散到細胞外，但此時的光合作用強度較中午前后實際上卻略有下降，原因是此時細胞內[c]二氧化碳的含量較低．
（2）綜合③④⑤過程可以看出，細胞釋放能量的特點是能量逐步釋放．
（3）將該綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在其他條件適宜的情況下不給光照，CO₂的含量每小時增加 8mg；給予充足的光照后，容器內CO₂的含量每小時減少36mg，據(jù)實驗測定上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30mg．請回答：
①上述條件下，光照時呼吸作用的強度等于（“大于”“等于”或“小于”）黑暗時呼吸作用的強度．
②在光照時該植物每小時葡萄糖的凈生產(chǎn)量是24.55mg．

Answer 1

分析 1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜．有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP．無氧呼吸的場所是細胞質基質，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同．
2、光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成葡萄糖．
3、根據(jù)方程式中各種物質進行判斷：圖中①代表暗反應中二氧化碳的固定，c為二氧化碳；②代表暗反應三碳化合物的還原，③代表有氧呼吸第一階段，④代表有氧呼吸第二階段，⑤代表有氧呼吸第三階段，b為氧氣，a為光反應階段產(chǎn)物之一[H]．然后根據(jù)問題涉及的具體內容進行回答．

解答 解：（1）夏季晴朗的白天，光合作用大于呼吸作用，氧氣的生成量大于消耗量；但中午時分，由于蒸騰過旺，氣孔關閉，二氧化碳偏少，光合作用強度下降．
（2）有氧呼吸過程分三階段進行，每一階段都有能量的釋放．
（3）①根據(jù)題意可知，給予充足的光照后，容器內CO₂的含量每小時減少36mg，即凈光合速率為36mg/h二氧化碳，此時光照條件下每小時制造葡萄糖30mg為真正的光合速率，根據(jù)光合作用的反應式中物質量關系式6CO₂→C₆H₁₂O₆，可以計算到需要消耗二氧化碳的量為44mg/h，根據(jù)真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，此時，呼吸速率為44-36=8mg/h二氧化碳，即光照時的呼吸強度與黑暗時的呼吸強度是相等的．
②不給光照，CO₂的含量每小時增加 8mg，可知呼吸速率為8mg/h．設每小時呼吸作用消耗葡萄糖的量為Y，同理由關系式C₆H₁₂O₆→6CO₂，可得：$\frac{180}{Y}=\frac{6×44}{8}$，計算得Y≈5.45mg．所以，光照時植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)量為：30mg-5.45mg=24.55mg．
故答案為：
（1）b   氧氣 c     二氧化碳
（2）能量逐步釋放
（3）等于   24.55

點評 本題以圖形為載體，考查了光合作用和有氧呼吸的過程及兩者的聯(lián)系．考查了學生識圖、析圖能力，運用所學知識分析和解決問題的能力，綜合理解能力，有一定的難度．光合作用和呼吸作用過程是考查的重點和難點．光合作用合成有機物，而呼吸作用分解有機物．光合作用為呼吸作用提供有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供二氧化碳和水．