图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系;图乙表示某绿色植物的细胞代谢情况;图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中,用红外线测量仪测得的室内二氧化碳浓度与时间关系的曲线。请分析回答:
( 1)图甲中的a点表示 _________ , c点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有 _________ 。
( 2)图乙所示的该植物细胞代谢情况可用图甲中a〜d四点中 _________ 表示,也可以用图丙 e〜j六个点中的 _________ 表示。
( 3)当光照强度在图甲的d点时,该植物叶绿体固定的二氧化碳的量是 _________ mg/100cm 2 /h。
( 4)若图甲曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系,并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃,那么在原有条件不变的情况下,将温度提高到30℃,理论上分析c点将
________ (填 “左移”“右移”或“不变”)。
( 5)由图丙可推知,密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是 _________ 点。 24点与0点相比,植物体内有机物总量的变化情况是 _________________ 。(填 “增多”“不变”或“减少”)
细胞呼吸释放 C0 2 的速率(细胞呼吸强度) 细胞质基质、线粒体、叶绿体 c f 和 h 18 右移 h 减少
【解析】
本题主要考查光合作用与细胞呼吸及其影响因素。要求学生能熟知光合作用与细胞呼吸的过程以及两者之间的联系。尤其是实际光合作用、呼吸作用、净光合作用之间的关系。
( 1) 据图可知, a 点的光照强度为 0 ,此时的数值表示细胞呼吸释放 C0 2 的速率 ; c 点有光照,因此此时细胞中能合成 ATP 的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
( 2) 图乙表示光合作用速率等于呼吸作用速率,与图甲中的 c 点相符;图丙中, ef 范围,二氧化碳的含量不断增加,说明光合作用速率小于呼吸作用速率, fh 范围,二氧化碳的含量不断下降,说明光合作用速率大于呼吸作用速率,因此 f 点表示光合作用速率等于呼吸作用速率。 hj 范围,二氧化碳的含量不断增加,说明光合作用速率小于呼吸作用速率,因此 h 点表示光合作用速率等于呼吸作用速率。 f 和 h点与图甲中的 c 点相符。
( 3) 根据图甲可知,当光照强度在图甲的 d点时,植物净光合作用吸收C0 2 的速率等于 12 mg/100cm 2 /h,而植物呼吸作用释放C0 2 的速率是 6 mg/100cm 2 /h , 因此植物叶绿体固定的二氧化碳的量是 18 mg/100cm 2 /h。 .
( 4) 若将温度提高到 30 ℃,则光合作用速率下降,呼吸作用速率增强,而 C 点的含义是光合作用速率等于呼吸作用速率,因此需要提高光照强度才能与呼吸作用速率相等,即 c 点右移。
( 5)fh 范围,光合作用速率大于呼吸作用速率,密闭容器中氧气浓度不断增加,而 h 点后,呼吸作用速率大于光合作用速率,消耗容器中的氧气,因此 h 点时,容器中氧气浓度最高。与 e 点相比, j 点二氧化碳浓度高,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,即有机物在减少。
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 |
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