【题目】如图表示某植物叶肉细胞内发生的生理过程,其中A-H代表物质,据图回答:
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(1)图中D是____,____(字母代号)直接为细胞生命活动提供能量。用____法,可以研究物质B的去向。
(2)场所Ⅱ是____。多种化学反应能够互不干扰地在场所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内进行,是由于____(结构)的分隔作用。
(3)选用A、B两种植物进行光合作用的探究实验,实验结果如下表。请分析回答:
A、B植物在不同条件下单位时间内O2的释放量(mL)
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①在阳光不充足的地区,大棚种植A、B两种植物时,光照将最可能成为限制____植物正常生长的主要因素。
②分析上表数据可以看出,处于灯泡功率为200 W、CO2浓度为0.03%条件下的A植物,采取____措施能显著提高光合作用强度。
③A植物在CO2浓度为0.1%时,若将灯泡功率由300 W再逐渐增大至400 W,请预测O2释放量的变化趋势是____。
【答案】丙酮酸 F 放射性同位素示踪(标记) 线粒体 细胞器膜(或生物膜) B 增大CO2浓度 保持相对稳定
【解析】
1、分析图解可知:场所Ⅰ表示叶绿体,场所Ⅱ表示线粒体,场所Ⅲ表示细胞质基质。叶绿体中进行光合作用,其中A表示水,B是氧气,F表示ATP,G、H分别表示ADP和Pi。细胞质基质是有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸过程的场所,其中D表示丙酮酸,E和C分别表示酒精和二氧化碳。丙酮酸在细胞质基质中生成后进入线粒体后进行有氧呼吸的第二、三两个阶段。
2、分析表格:不同功率的灯泡表示不同的光照强度,该实验的自变量为CO2浓度,因变量为光合速率。实验目的为探究CO2浓度和光照强度对光合作用的影响
(1)由题图可知,在场所Ⅰ为光合作用的场所,故场所Ⅰ为叶绿体。A分解作用发生在含光合色素的类囊体薄膜上,为水的光解,故A表示水,B是氧气,F表示ATP,G、H表示ADP和Pi。C与C5反应生成C3,故C为CO2。在场所Ⅲ,C6H12O6在酶的催化作用下生成D,而D可继续分解生成E、CO2,并释放能量,故该生理过程为无氧呼吸,发生在细胞质基质,D为丙酮酸、E为酒精。无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,一部分转移到ATP(F)中,其中ATP(F)用来给细胞提供维持生命活动的能量。用放射性同位素示踪法可以研究光合作用过程中水分子中氧的去向。
(2)D(丙酮酸)进入场所Ⅱ,与B(O2)反应生成水和CO2,并释放能量,为有氧呼吸第二、三阶段,故场所Ⅱ是线粒体。光合作用、有氧呼吸和无氧呼吸等化学反应之所以能有序的进行,这是生物膜的分隔作用。细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干扰,保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
(3)①表格中可以看出,光照强度较低时,A植物的氧气的释放量总是多于B植物的,而当灯泡功率升高到100W以后,B植物的氧气的释放量总是多于A植物的,因此在阳光不充足的地区,光照将最可能成为限制B植物的生长。
②CO2浓度为0.03%的条件下,灯泡功率大于100W后,随着灯泡功率的增大,A植物的氧气释放量不再增加,说明此时光照不再是其限制因素,限制因素主要是CO2浓度。
③CO2浓度为0.01%的条件下,灯泡功率大于200W后,随着灯泡功率的增大,A植物的氧气释放量不再增加,说明此时光照不再是其限制因素,限制因素主要是CO2浓度。因此,将灯泡功率由300 W再逐渐增大至400 W,光合作用速率不再增强,O2释放量将保持相对稳定。