下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中 a、b表示物质,①~④表示生理过程.据图回答:
( 1)图中物质 a 是 __________ ,过程 ①表示光合作用的 __________ 反应阶段,发生的场所是在叶绿体的 __________ 。
( 2)图中物质 b 是 __________ ,在同一个叶肉细胞中,过程 ④产生的 b __________ (能 /不能)用于过程②。
( 3)在物质变化的同时,伴随着能量的变化,请写出上述的光合作用中的能量转移的途径:光能→ __________ →有机物中稳定的化学能。
( 4)若用 18 O 标记 ①过程中的 H 2 O, 那么在 ①和②过程的产物中,最可能检测到 18 O 的物质是 __________ 。
( 5)当光照不变,突然停止 CO 2 的供应,叶绿体中 C 3 化合物的量将 __________ (填 “增加”或“减少”)。
( 6)上述生理过程中,能产生 ATP 的过程有 __________ (写序号);其重要意义是为各项生命活动提供所需的 __________ 。
O 2 光 类囊体薄膜 CO 2 能 ATP中活跃的化学能 a(或O 2 ) 减少 ①③④ 能量
【解析】
本题综合考查光合作用、呼吸作用的过程及影响光合作用的环境因素和图文转换能力 。 图中 a 为 O 2 、 b 为 CO 2 , ①为光反应,②为暗反应,③为有氧呼吸第一阶段,④为有氧呼吸第二、第三阶段;除了②暗反应过程外,其他几个过程都能产生 ATP。
【详解】
( 1 )图中物质 a 是由水的光解产生的,是氧气,过程 ①是水的光解,表示光合作用的光反应阶段,发生的场所是在叶绿体的类囊体薄膜 。
( 2 )图中物质 b 是与 C 5 共同参与 CO 2 固定的 CO 2 。 在同一个叶肉细胞中,过程 ④产生的 CO 2 能用于暗反应过程 ② 。
( 3 )光合作用中的能量转移的途径:光能 →ATP 中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
( 4 )若用 18 O 标记光反应 ①过程中的 H 2 O, 水光解的产物是 O 2 与 , O 2 被细胞有氧呼吸第三阶段利用或者释放到外界环境中, 参与暗反应中 C 3 的还原,所以在光反应和暗反应过程的产物中,最可能检测到 18 O 的物质是 a O 2 。
( 5 )光照不变,光反应不受影响,供给暗反应中 C 3 还原的 与 ATP 不变,即 C 3 去路不变;突然停止 CO 2 的供应, CO 2 的固定受到抑制,产生的 C 3 减少 ; C 3 去路不变; , C 3 的来源减少,所以 C 3 减少 。
( 6) 光合作用光反应合成 ATP ,有氧呼吸的三个阶段都能够产生 ATP ,故产生 ATP 的过程有 ①光反应 、 ③有氧呼吸第一阶段 、 ④有氧呼吸第二 、 第三阶段 ; 其重要意义是为各项生命活动提供所需的能量 。
【点睛】
分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后, C 3 、 C 5 、 、 ATP 的含量及 (CH 2 O) 合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析,从具体的反应过程提炼出模型: “ 来路 → 某物质 → 去路 ” ,分析其来路和去路的变化来确定含量变化。
3.有氧呼吸分为三个阶段:
①葡萄糖的初步分解:
场所:细胞质基质
C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP
②丙酮酸彻底分解:
场所:线粒体基质
2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化:
场所:线粒体内膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向:以活跃的化学能形式储存在ATP中,以热能形式散失。
有氧呼吸分为三个阶段:
①葡萄糖的初步分解:
场所:细胞质基质
C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP
②丙酮酸彻底分解:
场所:线粒体基质
2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化:
场所:线粒体内膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向:以活跃的化学能形式储存在ATP中,以热能形式散失。
阶段 | 第一阶段 | 第二阶段 | 第三阶段 |
场所 | 细胞质基质 | 线粒体基质 | 线粒体内膜 |
物质变化 | C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP | 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP |
24[H]+6O212H2O+34ATP |
能量释放 | 少量能量 | 少量能量 | 大量能量 |
O2参与情况 | 不参与 | 不参与 | 参与 |
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