图甲表示植物细胞代谢的某些过程,图乙是一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,用 CO 2 浓度测定仪测得了该玻璃罩内 CO 2 浓度的变化情况,绘制成如下图的曲线。请据图回答问题。(图中数字代表物质, a、b、c代表细胞器)
( 1)图甲中,细胞器a为 ______ ,细胞器 b中进行的生理过程包括 ___________ 两阶段,场所分别是 ____________________ 。
( 2)图甲中物质④是 ____________ ,在 ___________ 的情况下,进入 c中被分解。⑤代表的物质是 ________________ 。
( 3)图乙中BC段较AB段CO 2 浓度增加减慢是因为: ________________________ ;
( 4)该植物一天中有机物的产生量 _______ (大于、等于或小于)消耗量。
( 5)若给该密闭装置通入C 18 O 2 ,一段时间后,装置内出现了 18 O 2 ,请用图解简要说明该过程 _________________________________________ 。
液泡 光反应和暗反应 类囊体薄膜和叶绿体基质 丙酮酸 氧气充足 ATP 低温使植物呼吸作用减弱 大于 C 18 O 2 →H 2 18 O→ 18 O 2
【分析】
图甲中,细胞器 a为液泡,可通过渗透作用为细胞器b提供水分,物质①代表水;细胞器b是叶绿体,利用水和CO 2 进行光合作用,物质 ②代表CO 2 ;细胞器 c为线粒体,利用葡萄糖在细胞质基质中分解产生的丙酮酸和 ,结合吸收的氧气,进行有氧呼吸第二、三阶段,产生水和 CO 2 ,同时释放能量(部分用于合成 ATP),相关物质③代表O 2 ,物质 ④代表丙酮酸,物质⑤代表ATP,物质⑥代表水和CO 2 。
分析图乙可知, D、H点表示光合作用强度与呼吸强度相等 ; A C段还没有光照无法进行光合作用,但BC段较AB段 CO 2 浓度增加更缓慢慢 , 最可能的原因是 BC段温度比AB段更低,植物呼吸作用更弱;植物在CD段开始进行光合作用,但光合作用强度小于呼吸作用强度 ; DH段光合作用强度大于呼吸作用强度;其中 FG 段原因是光照强,气温高,导致蒸腾作用强,水分散失多,气孔关闭, CO 2 吸收减慢; HI段光合作用强度小于呼吸作用强度,甚至逐渐没有光合作用进行 。
【详解】
( 1)结合前面的分析可知,图甲中,细胞器a为液泡,细胞器b中进行的生理过程是光合作用,包括光反应阶段和暗反应阶段两阶段,场所分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质 。
( 2) 结合前面的分析可知,图甲中物质 ④是丙酮酸,在氧气充足的情况下,进入线粒体c中被分解。物质⑤代表是呼吸作用释放的能量合成的 ATP ,可直接供应于植物细胞对钾离子的主动吸收所需能量。
( 3) 从图中可发现,同样 AB和BC段都没有光合作用,但 BC 段 CO 2 浓度上升变慢,主要原因是 BC段温度降低,使植物呼吸作用减弱 。
( 4)据图分析可知,一天结束时与这天起始时相比,玻璃罩内CO 2 浓度减小,说明罩内减少的 CO 2 被植物吸收来进行光合作用合成并积累成有机物,即植物体内在一天中有机物产生量大于消耗量。
( 5) 若给该密闭装置通入 C 18 O 2 ,一段时间后,植物通过光合作用的暗反应合成了有机物( CH 2 18 O) 的同时,可能还经过相应的一些生理过程产生了 H 2 18 O, 再经过光反应出现了 18 O 2 , 即 C 18 O 2 →H 2 18 O→ 18 O 2 。
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
(1)光合作用过程图:
氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
(2)玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
(3)影响光合作用强度的条件:温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
(4)光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
项目 | 光反应(准备阶段) | 暗反应(完成阶段) |
场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 | ||
能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析