下面的甲图为某植物光合作用速率与光照强度、温度的关系曲线图,乙图为该植物的非绿色器官在氧浓度为 a、b、c、d时CO 2 释放量和 O 2 吸收量的变化柱状图(假设以葡萄糖为反应底物)。
请据图分析回答:
( 1 )分析甲图可知, OS段温度不同但光合速率相同,说明 _________________ ,但是随光照强度增大,光合速率增大,说明 _________________ 。
( 2 )甲图中, B、C点以后曲线都不随光照强度的增大而变化,但升高温度能增大光合速率,说明 __________ ,此时主要影响光合作用过程的 _________________ 。
( 3 )甲图中, OS段植物叶肉细胞既能进行光合作用也能进行细胞呼吸,所以细胞内产生 的场所有 _________________ 。
( 4 )乙图中 d点,CO 2 释放量和 O 2 吸收量相同,说明 _________________ ;氧浓度为 c时,C0 2 释放量最少,有机物消耗最少,最适于 ________________ 。
( 5 )乙图中,氧浓度为 b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 ___________ 倍。
温度不是光合速率的限制因素 光合速率的主要限制因素是光照强度 光合速率的主要限制因素是温度(或者温度可影响酶的活性) 暗反应 叶绿体、线粒体(基质)和细胞质基质 氧浓度在 d 时,只进行有氧呼吸 储存该器官 5
【解析】
甲图显示:在 OS段,光合速率随光照强度的增大而增大,但25℃与15℃条件下的光合速率相同,说明限制光合速率的主要因素不是温度,而是光照强度;在SC段与SB段,光合速率随光照强度的增大而增大,但25℃与15℃条件下的光合速率不同,说明限制光合速率的主要因素是温度和光照强度;在B、C点以后,光合速率不再随光照强度的增大而增大,但25℃与15℃条件下的光合速率不同,说明限制光合速率的主要因素是温度,而不是光照强度。分析乙图可知,O 2 吸收量随着氧浓度的增加而增加,说明该植物的非绿色器官的有氧呼吸逐渐增强;在氧浓度为 a、b、c时的CO 2 释放量均大于 O 2 吸收量,说明该植物的非绿色器官的有氧呼吸与无氧呼吸同时进行;在氧浓度为 d时的CO 2 释放量等于 O 2 吸收量,说明该植物的非绿色器官只进行有氧呼吸。
【详解】
(1) 由以上分析可知:在甲图的 OS段,温度不同但光合速率相同,说明温度不是光合速率的限制因素,但是随光照强度增大,光合速率增大,说明光合速率的主要限制因素是光照强度。
(2) 甲图中, B、C点以后曲线都不随光照强度的增大而变化,但升高温度能增大光合速率,说明温度是限制光合速率的主要因素,此时温度通过影响酶的活性主要影响光合作用过程的暗反应。
(3) 细胞内的 产生于光合作用的光反应、有氧呼吸的第一阶段和第二阶段、无氧呼吸的第一阶段。甲图中, OS段植物叶肉细胞既能进行光合作用也能进行细胞呼吸,所以细胞内产生 的场所有叶绿体、线粒体基质和细胞质基质。
(4) 乙图中 d点,CO 2 释放量和 O 2 吸收量相同,说明氧浓度为 d时,只进行有氧呼吸;氧浓度为c时,C0 2 释放量最少,说明细胞呼吸最弱,有机物消耗最少,最适于储存该器官。
(5) 乙图中,氧浓度为 b时,CO 2 释放量的相对值为 8,O 2 吸收量的相对值为 3,说明无氧呼吸CO 2 释放量的相对值为 5;结合如下的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可推知:无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为5/2,有氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为1/2,所以无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。
【点睛】
理清光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、场所及其影响因素等相关知识,以题意和各图呈现的信息为切入点,分析甲图曲线各区段限制光合速率的主要因素,明辨乙图中不同氧浓度条件下的细胞呼吸方式,进而对各问题情境进行解答。
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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