Question

如图1示意绿色植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化，其中①、②、③、④分别表示不同的代谢过程．1）图

如图1示意绿色植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化，其中①、②、③、④分别表示不同的代谢过程．1）图1中X、Y代表的物质分别是______．进行③过程的场所是______，[H]在③过程中的作用是______．2）图2表示某植物叶肉细胞内的部分结构及相关的代谢过程．图3表示某植物在光照充足的条件下，温度对光合作用和呼吸作用速率的影响．图4表示在光照条件下改变CO2的供应，物质A和物质B的浓度变化情况．若图2的叶肉细胞处于2℃的环境中，气体转移基本停止的原因是______．3）图3中M点表示有机物积累量为零．在M点时，叶绿体内ATP会发生移动，可以发生图2中的______过程（填字母）．图3中在40℃～60℃范围内，随着温度上升，呼吸作用和光合作用的变化速率不同，其主要原因是______．4）图4显示，当光照下物质A、B浓度达到稳定后，突然中断CO2的供应，A、B物质的浓度将发生变化．其中，固定CO2的化合物以及CO2转化的第一个产物分别是______（填图4中字母）．5）卡尔文给小球藻悬浮液迅速通入14CO2，光照一定时间（从1秒到数分钟）后杀死小球藻，同时提取产物并分析．实验发现，仅仅30秒的时间，二氧化碳已经转化到许多种化合物中．想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是：______．6）图5是该植物光合作用中光强度与氧气释放的关系．若每天给予12小时4KLx的光照，在25℃环境下比15℃环境下该植物全天积累的葡萄糖产量多______毫克；若光照时间长短不变，光照时为25℃环境，黑暗时为15℃环境，则全天该植物生产的葡萄糖量为______毫克．若植物的呼吸商（CO2与O2量的比值）为0.7，每天给予该植物12小时4KLx的光照，在25℃环境下比15℃环境下，该植物全天环境中CO2变化量的差值是减少______ml．

Answer 1

（1）图1中光反应阶段产生[H]和ATP（图中X）用于暗反应中，有氧呼吸第一阶段（图中④）将葡萄糖分解成丙酮酸（图中Y）和[H]．过程③表示有氧呼吸第二、三两个阶段，该阶段场所是线粒体，[H]在有氧呼吸第三阶段中与氧气结合生成水，释放出大量的能量．
（2）图2表示光合作用和细胞呼吸过程中气体的来源与去向，叶肉细胞在2℃的环境中酶的活性很低，光合作用和细胞呼吸均较弱，气体的产生和消耗很少．
（3）图3中在M点两条曲线相交，表示光合作用强度=细胞呼吸强度；此时叶绿体产生的O₂恰好满足线粒体细胞呼吸的需要，同时线粒体产生的CO₂也恰好满足叶绿体光合作用的需要．在40℃～60℃范围内，随着温度上升光合作用下降比呼吸作用显著，说明催化光合作用的酶对高温更敏感而催化呼吸作用的酶更耐高温．
（4）突然中断CO₂的供应直接影响了暗反应CO₂固定过程，该过程减弱导致消耗的C₅减少、生成的也C₃减少；但同时C₃还原过程还未受影响，即C₅的生成量不变、C₃的消耗量也不变；因此此时C₃减少、C₅增多，即A表示C₃含量变化、B表示C₅含量变化．
（5）在暗反应中C₅固定CO₂生成C₃．卡尔文实验是通过¹⁴C放射性的转移途径来追踪C元素在光合作用中的转化过程，实验中仅仅30秒的时间CO₂已经转化为许多种类的化合物，因此只能缩短光合作用的发生时间，当时间缩短到只能检测到一种化合物时，即为第一个产物．
（6）图5中可以看出，在光照为4KLx时，在25℃环境下比15℃环境下该植物的净光合速率分别为50毫克/小时、40毫克/小时，而呼吸速率分别为20毫克/小时、10毫克/小时，因此在25℃环境下该植物全天积累量=50×12-20×12=360毫克，15℃环境下该植物全天积累量=40×12-10×12=360毫克．
若光照时间长短不变，光照时为25℃环境，黑暗时为15℃环境，则全天该植物光合作用氧气的总释放量=（50+20）×12=840毫克，则生产的葡萄糖量=840÷192×180=787.5毫克．
在25℃环境下，植物光合作用释放的氧气=70×12=840毫克，光合作用释放一分子氧气就吸收一分子的二氧化碳，因此光合作用吸收二氧化碳=840×44÷32=1155毫克，摩尔数为0.02625摩尔；呼吸作用消耗的氧气=20×24=480毫克，摩尔数为0.015，由于呼吸商为0.7，因此释放的二氧化碳为0.0105摩尔；则在25℃环境下二氧化碳净吸收量为0.01575摩尔．同样的方法计算15℃环境下二氧化碳净吸收量为0.0135摩尔，则两温度条件二氧化碳吸收差值为0.00225摩尔，该植物全天环境中CO₂变化量的差值是减少50.4ml．
故答案为：
（1）ATP、丙酮酸     线粒体     与氧气结合生成水，释放出大量的能量
（2）在此温度下酶的活性很低，光合作用和细胞呼吸均较弱
（3）a、b；催化呼吸作用的酶更耐高温
（4）B   A
（5）不断缩短反应开始到杀死小球藻停止反应的时间，第一个可以检测到的稳定产物就是第一个中间产物
（6）0      787.5      50.4