必修1-分子与细胞-光合作用产物蔗糖题型一

淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。下图是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图。在一定浓度的CO₂和30℃条件下（细胞呼吸最适温度为30℃，光合作用最适温度为25℃），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如下表。分析回答：

(1)马铃薯下侧叶片叶肉细胞中的叶绿体可将光能转化为_________________，同时氧化H₂O产生O₂。图中①过程发生在________________（填场所）。暗反应中首先生成的是三碳化合物，有同学猜测此化合物是CO₂与某一个二碳化合物结合生成的，但当突然______________后，发现RuBP的含量快速____________，由此推知猜测是错误的。

(2)为红薯叶片提供C¹⁸O₂，块根中的淀粉会含¹⁸O，请写出元素¹⁸O转移的路径______________________（用图中相关物质的名称及箭头表示）。

(3)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是______________。

(4)为了验证光合作用产物以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因是______________________。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程为逆浓度梯度运输，与该跨膜运输过程有关的细胞器有___________。

(5)25℃条件下测得红薯光补偿点会_______（填“小于”“大于”或“等于”）1klx；30℃条件下，当光照强度为3klx时，红薯和马铃薯固定CO2量的差值为_______________。

答案：

(1)     ATP和NADPH     叶绿体基质     停止光照     减少

(2)C¹⁸O₂→C₃→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉

(3)颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构

(4)     叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢     线粒体和核糖体

(5)     小于     4mg/100cm2叶•小时

【解析】

【分析】

分析图形：①是光合作用的暗反应阶段的CO₂的固定阶段，②是暗反应中的C₃的还原阶段。从图中可以看出，暗反应在叶绿体基质中进行，其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以被运出叶绿体，在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖，蔗糖可以进入液泡暂时储存起来，蔗糖也可以通过韧皮部被运至茎块细胞，在茎块细胞内合成淀粉。

(1)叶肉细胞的叶绿体可将光能转化为ATP和NADPH ([H])，同时氧化H₂O产生O₂，发生这些过程的场所是叶绿体的类囊体薄膜。图中①过程是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定阶段，此过程发生在叶绿体基质，如果突然停止光照，但是暗反应还在继续，则C₅的含量短时间内将减少。

(2)为红薯叶片提供H₂¹⁸O，可以参与有氧呼吸第二阶段生成C¹⁸O₂，再进入光合作用过程暗反应中生成C₃，被还原生成磷酸丙糖，进而形成蔗糖，蔗糖形成淀粉，即H₂¹⁸O→C¹⁸O₂→C₃→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。

(3)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的‘脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构。

(4)蔗糖是由果糖和葡萄糖组成，转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，说明运输方式为主动运输，该过程所需要的条件为载体和能量(或载体和ATP)，与该跨膜运输过程有关的细胞器有线粒体和核糖体。

(5)表格中是30°C条件下测定的数据，此时呼吸作用最强，如果将温度降到25°C (光合作用最适温度)， 则光合作用增强，呼吸作用减弱，光补偿点是指光合速率等于呼吸速率，因此25°C时光补偿点小于3klx；当光照强度为3klx时，红薯固定的CO₂为11+5=16mg/100cm2叶•小时，而马铃薯光合作用和呼吸作用相等，为12mg/100cm2叶•小时，所以二者相差4mg/100cm2叶•小时。

【点睛】

本题考查光合作用过程及其影响因素的相关知识，主要考查学生能从图中获取相关的生物学信息，运用所学知识，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题做出解释的能力。