Question

【題目】細胞代謝中ATP合成酶的三維結(jié)構(gòu)（原子分辨率）在2018年被測定，其工作機2019年有了突破性進展。下圖1是光合作用部分過程示意圖，請據(jù)圖分析并回答

（1）圖1中①側(cè)所示的場所是______________；物質(zhì)甲從產(chǎn)生部位擴散至細胞外需要經(jīng)過______________層磷脂分子。

（2）ATP合成酶也是運輸H+的載體，其在跨膜H+濃度梯度推動下合成ATP，由此可推測H+跨膜運輸方式為______________；若膜兩側(cè)的H+濃度梯度突然消失，其他條件不變，短時間內(nèi)暗反應中五碳化合物含量會______________。

（3）植物細胞中含有ATP合成酶的生物膜還有______________。

（4）為進一步了解植物代謝機制研究人員在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)進行植物栽培試驗。連續(xù)48h測定溫室內(nèi)CO2濃度及植物CO2吸收/釋放速率，得到圖2所示曲線（整個過程中呼吸作用強度恒定）。請據(jù)圖分析并回答：

①實驗的前3小時葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有______________；如改用相同強度綠光進行實驗，c點的位置將______________。

②圖2中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有______________個；實驗中該植物前24小時有機物積累量______________（選填“<”、“=”、“>”）后24小時有機物積累量。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 8 協(xié)助擴散 減少 線粒體內(nèi)膜 細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 上移 4 ＜

【解析】

分析曲線圖：前3小時內(nèi)植物只進行呼吸作用；3～6時，呼吸速率大于光合速率；6～18時，呼吸速率小于光合速率；18～21時，呼吸速率大于光合速率；21～27時，植物只進行呼吸作用；27～30時，呼吸速率大于光合速率；30～42時，呼吸速率小于光合速率；42～45時，呼吸速率大于光合速率；45～48時，植物只進行呼吸作用。在6、18、36、42時，呼吸速率與光合速率相等。

（1）圖1中①側(cè)為類囊體的外側(cè)，所示的場所是葉綠體基質(zhì)。物質(zhì)甲為氧氣，產(chǎn)生于葉綠體的類囊體腔內(nèi)，從葉綠體的類囊體腔（1層膜）擴散至細胞（1層膜）外需要經(jīng)過葉綠體膜（2層），因此一共穿過4層膜，8層磷脂分子。

（2）ATP合成酶也是運輸H+的載體，其在跨膜H+濃度梯度推動下可以合成ATP，由此可推測H+跨膜一定是順濃度梯度，運輸方式為協(xié)助擴散。若膜兩側(cè)的H+濃度梯度突然消失，其他條件不變，光反應減弱，暗反應中的二氧化碳固定是照常進行的，C5去路正常，但是來源減少，因此短時間內(nèi)暗反應中的C5會減少。

（3）植物細胞中含有ATP合成酶的生物膜還有線粒體內(nèi)膜（有氧呼吸第三階段能產(chǎn)生大量ATP）。

（3）①實驗的前3小時葉肉細胞只進行呼吸作用，產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。使用相同強度綠光進行實驗時，光合作用減弱，呼吸作用不變，吸收CO2將減少，所以c點上移。

②圖2中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有4個，在6、18、36、42時。呼吸速率與光合速率相等。從圖中CO2含量的差值比較可知，實驗中該植物前24小時差值比后24小時的小，有機物積累量小于后24小時有機物積累量。