Question

【題目】圖甲表示植物細胞代謝的某些過程，圖乙是一植物放在密閉的玻璃罩內，置于室外進行培養，用CO2濃度測定儀測得了該玻璃罩內CO2濃度的變化情況，繪制成如下圖的曲線。請據圖回答問題。（圖中數字代表物質，a、b、c代表細胞器）

（1）圖甲中，細胞器a為______，細胞器b中進行的生理過程包括___________兩階段，場所分別是____________________。

（2）圖甲中物質④是____________，在___________的情況下，進入c中被分解。⑤代表的物質是________________。

（3）圖乙中BC段較AB段CO2濃度增加減慢是因為：________________________；

（4）該植物一天中有機物的產生量_______（大于、等于或小于）消耗量。

（5）若給該密閉裝置通入C18O2，一段時間后，裝置內出現了18O2，請用圖解簡要說明該過程_________________________________________。

Answer 1

【答案】 液泡 光反應和暗反應 類囊體薄膜和葉綠體基質 丙酮酸 氧氣充足 ATP 低溫使植物呼吸作用減弱 大于 C18O2→H218O→18O2

【解析】圖甲中，細胞器a為液泡，可通過滲透作用為細胞器b提供水分，物質①代表水；細胞器b是葉綠體，利用水和CO2進行光合作用，物質②代表CO2；細胞器c為線粒體，利用葡萄糖在細胞質基質中分解產生的丙酮酸和[H]，結合吸收的氧氣，進行有氧呼吸第二、三階段，產生水和CO2，同時釋放能量（部分用于合成ATP），相關物質③代表O2，物質④代表丙酮酸，物質⑤代表ATP，物質⑥代表水和CO2。分析圖乙可知，D、H點表示光合作用強度與呼吸強度相等；AC段還沒有光照無法進行光合作用，但BC段較AB段CO2濃度增加更緩慢慢，最可能的原因是BC段溫度比AB段更低，植物呼吸作用更弱；植物在CD段開始進行光合作用，但光合作用強度小于呼吸作用強度；DH段光合作用強度大于呼吸作用強度；其中FG段原因是光照強，氣溫高，導致蒸騰作用強，水分散失多，氣孔關閉，CO2吸收減慢；HI段光合作用強度小于呼吸作用強度，甚至逐漸沒有光合作用進行。

（1）結合前面的分析可知，圖甲中，細胞器a為液泡，細胞器b中進行的生理過程是光合作用，包括光反應階段和暗反應階段兩階段，場所分別是葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質。

（2）結合前面的分析可知，圖甲中物質④是丙酮酸，在氧氣充足的情況下，進入線粒體c中被分解。物質⑤代表是呼吸作用釋放的能量合成的ATP，可直接供應于植物細胞對鉀離子的主動吸收所需能量。

（3）從圖中可發現，同樣AB和BC段都沒有光合作用，但BC段CO2濃度上升變慢，主要原因是BC段溫度降低，使植物呼吸作用減弱。

（4）據圖分析可知，一天結束時與這天起始時相比，玻璃罩內CO2濃度減小，說明罩內減少的CO2被植物吸收來進行光合作用合成并積累成有機物，即植物體內在一天中有機物產生量大于消耗量。

（5）若給該密閉裝置通入C18O2，一段時間后，植物通過光合作用的暗反應合成了有機物（CH218O）的同時，可能還經過相應的一些生理過程產生了H218O，再經過光反應出現了18O2，即C18O2→H218O→18O2。

疑問：本題最后一小題（5）值得商榷，植物能將C18O2中18O能經過一些列反應轉變到H218O中嗎？如果這樣，課本中介紹的美國魯賓和卡門的實驗結論“光合作用中釋放的氧氣中的氧全部來自于水”怎樣解釋？