Question

5．圖甲表示某植物葉肉細胞的部分結(jié)構(gòu)及相關(guān)的代謝過程．乙圖表示某植物在光照充足的條件下，溫度對光合作用和呼吸作用速率的影響．丙圖表示在光照條件下改變CO₂的供應(yīng)，物質(zhì)A和物質(zhì)B的濃度變化情況．請據(jù)圖分析回答：

（1）如果甲圖中的葉肉細胞處于2℃的環(huán)境中，氣體轉(zhuǎn)移基本停止的原因是在此溫度下酶的活性很低，光合作用和細胞呼吸均較弱．
（2）乙圖中M點表示的生物學意義是光合作用的速率等于呼吸作用的速率（或光合作用的CO₂吸收量等于呼吸作用CO₂產(chǎn)生量或光合作用強度等于呼吸作用強度或有機物積累量為零）．
在M點時，葉綠體內(nèi)ADP移動的方向是由基粒類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動．
在M點時，可以發(fā)生甲圖中的哪些過程？a、b（用圖中字母表示）．
（3）乙圖中在40℃～60℃范圍內(nèi)，隨著溫度上升，因呼吸作用和光合作用的酶對溫度敏感度的不同，而導致催化呼吸作用的酶更耐高溫，而催化光合作用的酶對高溫更敏感．
（4）丙圖顯示，在光照下物質(zhì)A和物質(zhì)B的濃度很快達到飽和并保持穩(wěn)定．此時突然中斷CO₂的供應(yīng)，A、B物質(zhì)的濃度將發(fā)生變化．其中，CO₂轉(zhuǎn)化的第一個產(chǎn)物是B（用圖中字母表示），固定CO₂的化合物是A（用圖中字母表示）．
（5）卡爾文給小球藻懸浮液通入¹⁴CO₂，光照一定時間（從1秒到數(shù)分鐘）后殺死小球藻，同時提取產(chǎn)物并分析．實驗發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時間，CO₂已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物．想要探究CO₂轉(zhuǎn)化成的第一個產(chǎn)物是什么，可能的實驗思路是縮短光照時間，當檢測的化合物只有一種時，這個化合物就是第一個產(chǎn)物．

Answer 1

分析 圖1表示細胞中線粒體和葉綠體之間進行的氣體交換，其中bdf表示氧氣，ace表示二氧化碳．
圖2表示某植物在光照充足的條件下，溫度對光合作用和呼吸作用速率的影響，圖中看出M點時光合作用等于呼吸作用，并且光合作用在60℃之前完全停止，說明此時與光合作用有關(guān)的酶已失活，而呼吸作用酶更能耐高溫．
圖3：停止二氧化碳的供應(yīng)，含量增加的說明是固定CO₂的化合物，含量減少的是CO₂轉(zhuǎn)化的第一個產(chǎn)物．

解答 解：（1）圖1表示光合作用和細胞呼吸過程中氣體的來源與去向，葉肉細胞在2℃的環(huán)境中酶的活性很低，光合作用和細胞呼吸均較弱，氣體的產(chǎn)生和消耗很少．
（2）圖2中在M點兩條曲線相交，表示光合作用的速率等于呼吸作用的速率；在M點時，葉綠體內(nèi)ATP移動的方向是由基粒類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動；在M點時，葉綠體產(chǎn)生的O₂恰好滿足線粒體細胞呼吸的需要，同時線粒體產(chǎn)生的CO₂也恰好滿足葉綠體光合作用的需要，所以可以發(fā)生甲圖中的a、b兩過程．
（3）在40℃～60℃范圍內(nèi)，隨著溫度上升光合作用下降比呼吸作用顯著，說明催化光合作用的酶對高溫更敏感而催化呼吸作用的酶更耐高溫．
（4）停止二氧化碳的供應(yīng)，含量增加的說明是固定CO₂的化合物，含量減少的是CO₂轉(zhuǎn)化的第一個產(chǎn)物；例如突然中斷CO₂的供應(yīng)直接影響了暗反應(yīng)CO₂固定過程，該過程減弱導致消耗的C₅減少、生成的也C₃減少；但同時C₃還原過程還未受影響，即C₅的生成量不變、C₃的消耗量也不變；因此此時C₃減少、C₅增多，即A可能表示C₃含量變化、B可能表示C₅含量變化．
（5）在暗反應(yīng)中C₅固定CO₂生成C₃．卡爾文實驗是通過¹⁴C放射性的轉(zhuǎn)移途徑來追蹤C元素在光合作用中的轉(zhuǎn)化過程，實驗中僅僅30秒的時間CO₂已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物，因此只能縮短光合作用的發(fā)生時間，當時間縮短到只能檢測到一種化合物時，即為第一個產(chǎn)物．
故答案為：
（1）在此溫度下酶的活性很低，光合作用和細胞呼吸均較弱
（2）光合作用的速率等于呼吸作用的速率（或光合作用的CO₂吸收量等于呼吸作用CO₂產(chǎn)生量或光合作用強度等于呼吸作用強度或有機物積累量為零）
由基粒類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動           a、b
（3）催化呼吸作用的酶更耐高溫，而催化光合作用的酶對高溫更敏感
（4）B    A
（5）縮短光照時間，當檢測的化合物只有一種時，這個化合物就是第一個產(chǎn)物

點評 本題以生理過程示意圖和坐標曲線圖為載體，主要考查光合作用的過程、影響光合作用的因素以及光合作用和細胞呼吸間的關(guān)系，屬于考綱綜合應(yīng)用層次，意在考查考生的識圖能力和理解能力，具有一定的難度．