Question

【題目】（一）甲圖為植物細(xì)胞內(nèi)的某種生理活動(dòng)，乙圖為植物在溫度為15 ℃(實(shí)線)和25 ℃(虛線)時(shí)光照強(qiáng)度和氧氣釋放速度的變化關(guān)系）。請據(jù)圖分析下列問題：

(1)甲圖中，①過程中植物需要從外界吸收二氧化碳，若要研究二氧化碳的去向，通常采用_________方法；②過程產(chǎn)生的C6H12O6被分解成二氧化碳的場所有___________________。

(2)請根據(jù)乙圖分析該植物在15℃、10千勒克斯的光照條件下，每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是________mg。

(3)如果在陰雨天氣，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯，請據(jù)乙圖判斷采取什么措施可以有助于提高產(chǎn)量__________________________________。

（二）將某種植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下，葉肉細(xì)胞中C5的相對含量隨細(xì)胞間隙CO2濃度的變化曲線。請回答下列問題：

(1)CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結(jié)合生成C3，據(jù)圖分析，A→B的變化是由于葉肉細(xì)胞吸收CO2速率_________，B→C保持穩(wěn)定的內(nèi)因是受到___________限制。

(2)研究發(fā)現(xiàn)，綠色植物中RuBP羧化酶具有雙重活性，催化如下圖所示的兩個(gè)方向的反應(yīng)，反應(yīng)的相對速度取決于O2和CO2的相對濃度。

在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與___________反應(yīng)，形成的___________進(jìn)入線粒體放出CO2，稱之為光呼吸。光合產(chǎn)物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據(jù)此推測，CO2濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加，原因是___________。

Answer 1

【答案】同位素示蹤法(放射性同位素標(biāo)記） 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 50 適當(dāng)降低溫度 增加 RuBP羧化酶數(shù)量（濃度） O2 二碳化合物（C2） 高濃度CO2可減少光呼吸

【解析】

本題采用圖文結(jié)合的形式，考查學(xué)生對細(xì)胞呼吸過程、光合作用過程及其影響因素等相關(guān)知識的識記和理解能力，以及獲取信息、分析問題的能力。

（一）(1) 甲圖為暗反應(yīng)，其中①過程表示CO2固定，在此過程中若要研究植物從外界吸收的CO2的去向，通常采用同位素示蹤法(或放射性同位素標(biāo)記法）。②過程表示C3的還原，產(chǎn)生的C6H12O6需通過細(xì)胞呼吸才能被分解成CO2；CO2產(chǎn)生于在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的無氧呼吸的第二階段與在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的有氧呼吸的第二階段。

(2) 乙圖中，當(dāng)光照強(qiáng)度為零時(shí)的縱坐標(biāo)數(shù)值表示呼吸速率，當(dāng)光照強(qiáng)度大于零時(shí)的縱坐標(biāo)數(shù)值表示凈光合速率。在15℃、10千勒克斯的光照條件下，呼吸速率＝10mg/h，凈光合速率＝40mg/h，所以每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的氧氣量＝凈光合速率＋呼吸速率＝40＋10＝50mg。

(3) 乙圖中，光照強(qiáng)度小于5千勒克斯時(shí)，15℃時(shí)的氧氣釋放速率高于25℃時(shí)的氧氣釋放速率，但呼吸速率卻低于25℃時(shí)的呼吸速率。可見，如果在陰雨天氣，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度小于5千勒克斯，可以適當(dāng)降低溫度，從而有助于產(chǎn)量的提高。

（二）(1) 已知RuBP羧化酶催化暗反應(yīng)過程中的C5與CO2結(jié)合生成C3。A→B段顯示，隨著細(xì)胞間隙CO2濃度的增加，葉肉細(xì)胞中C5的含量逐漸降低，說明C5與CO2結(jié)合生成C3的過程加快，細(xì)胞中生成的C3增多，在一定程度上促進(jìn)了C3的還原過程，加快了ATP的消耗，進(jìn)而使葉肉細(xì)胞吸收CO2的速率增加。B→C段顯示，葉肉細(xì)胞中C5的含量不再隨著細(xì)胞間隙CO2濃度的增加而增加，究其內(nèi)因是RuBP羧化酶數(shù)量（濃度）限制了光合作用的進(jìn)行。

(2) 分析圖示可知：在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與O2反應(yīng)，形成的二碳化合物（C2）進(jìn)入線粒體放出CO2，稱之為光呼吸。當(dāng)CO2濃度倍增時(shí)，RuBP羧化酶催化C5與O2反應(yīng)形成二碳化合物（C2）的反應(yīng)減慢，而催化C5與CO2結(jié)合生成C3的反應(yīng)加快，進(jìn)而獲得更多的光合產(chǎn)物。可見，CO2濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加的原因是：高濃度CO2可減少光呼吸。