题目

研究小组将某绿色植物置于密闭玻璃容器内，在适宜条件下，经黑暗和光照处理，测量容器内O2含量的变化，结果如图5所示。O2 个-|||-黑暗 光照-|||-0 A B C 时间问题：（1）黑暗处理过程中，叶肉细胞可吸收容器中的O2，在（）（填部位）上与（）（填物质）结合生成水，同时释放出大量能量。（6分）（2）光照处理后，容器内O2含量发生变化，细胞内的物质含量也发生变化。与B点相比，C点叶肉细胞内C3物质的合成速率（）（填“上升”“下降”或“不变”），其根本原因是（）。（6分）（3）随光照时间延长，到达C点以后，容器内O2总量将不再发生改变，其原因是（）。（3分）

研究小组将某绿色植物置于密闭玻璃容器内，在适宜条件下，经黑暗和光照处理，测量容器内O2含量的变化，结果如图5所示。

问题：
（1）黑暗处理过程中，叶肉细胞可吸收容器中的O2，在（）（填部位）上与（）（填物质）结合生成水，同时释放出大量能量。（6分）
（2）光照处理后，容器内O2含量发生变化，细胞内的物质含量也发生变化。与B点相比，C点叶肉细胞内C3物质的合成速率（）（填“上升”“下降”或“不变”），其根本原因是（）。（6分）
（3）随光照时间延长，到达C点以后，容器内O2总量将不再发生改变，其原因是（）。（3分）

题目解答

答案

(1)线粒体内膜；［H］
植物处于暗环境中时，叶肉细胞只进行呼吸作用，O2参与有氧呼吸的第三阶段，和［H］在线粒体内膜上反应生成水，并释放出大量能量。
(2)下降；随着光合作用的进行，密闭容器内CO2逐渐减少，光合速率逐渐降低
由于该容器是一个密闭容器，C点对应的O2量大于B点，意味着BC段的光合作用速率大于呼吸作用速率，该段的CO2含量在不断下降，CO2和C5反应生成C3的过程受到抑制，所以C点叶肉细胞中C3物质的合成速率下降。
(3)此时植物的光合作用速率等于呼吸作用速率
C点以后，容器内O2量保持不变，这意味着O2的产生量与消耗量相等，即光合作用速率与呼吸作用速率相等。

解析

考查要点：本题主要考查光合作用与呼吸作用的过程、密闭环境中气体变化的动态平衡，以及光合作用中物质变化的分析能力。

解题核心思路：

  1. 黑暗条件下植物仅进行呼吸作用，氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
  2. 光照条件下，光合作用与呼吸作用同时进行，密闭容器中CO₂浓度变化会影响光合作用速率，进而影响C₃的合成。
  3. O₂含量稳定时，光合作用速率等于呼吸作用速率，达到动态平衡。

破题关键点：

  • 第一题：明确有氧呼吸第三阶段的场所及反应物。
  • 第二题：结合CO₂浓度变化分析C₃合成速率变化的根本原因。
  • 第三题：理解光合作用与呼吸作用速率相等时气体含量不再变化。

第（1）题

关键步骤：

  1. 黑暗处理时，植物仅进行呼吸作用，叶肉细胞通过有氧呼吸消耗氧气。
  2. 有氧呼吸第三阶段：氧气与还原态氢（[H]）在线粒体内膜上反应生成水，释放大量能量。

答案：线粒体内膜；[H]

第（2）题

关键步骤：

  1. BC段O₂增加说明光合作用速率大于呼吸作用速率，导致容器内CO₂浓度下降。
  2. CO₂减少直接影响暗反应中CO₂与RuBP结合生成C₃的过程，使C₃合成速率下降。
  3. 根本原因：密闭容器中CO₂逐渐被消耗，光合作用速率降低。

答案：下降；密闭容器中CO₂逐渐减少，光合作用速率降低

第（3）题

关键步骤：

  1. O₂含量稳定说明光合作用产生的O₂量等于呼吸作用消耗的O₂量。
  2. 动态平衡：光合作用速率与呼吸作用速率相等，气体总量不再变化。

答案：光合作用速率等于呼吸作用速率