Question

【題目】研究人員利用密閉玻璃容器探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響，下面兩個(gè)圖是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測(cè)得的相關(guān)曲線。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）葉綠體中吸收光能的色素中含量最多的是______________，提取色素所用的試劑是__________，這些色素吸收光能的兩個(gè)用途是__________________________________。

（2）圖甲中A點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是______________________________，若在CO2濃度為1%條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則圖甲中曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)(B)位置移動(dòng)情況是____________。

（3）得到圖乙曲線的實(shí)驗(yàn)中，給植株光照時(shí)間共有________h，其中有光照且光照強(qiáng)度一定保持不變的時(shí)間段有________(用字母回答)，限制EF段的主要環(huán)境因素為______________。當(dāng)圖中S1、S2和S3的面積關(guān)系為______________時(shí)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)束后植株的干重增加了。

（4）在圖甲實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件下，若每天光照8 h，則平均光照強(qiáng)度至少要大于________klx時(shí)，植株才能夠正常生長(zhǎng)。

（5）若向密閉容器中加入18O標(biāo)記的O2，可在該綠色植物葉肉細(xì)胞中檢測(cè)到放射性的淀粉。請(qǐng)寫出18O最短的轉(zhuǎn)移途徑______________________________（用文字和箭頭表示）。

Answer 1

【答案】葉綠素a 無(wú)水乙醇 水的光解和ATP的合成 線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 向左移動(dòng) 14 AB和CD CO2濃度 S2>S1＋S3 6 氧氣→水→二氧化碳→淀粉

【解析】

分析圖甲：A點(diǎn)時(shí)，光合強(qiáng)度為0，此時(shí)植物細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用；AB段，呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度；B點(diǎn)時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度；B點(diǎn)之后，呼吸作用強(qiáng)度小于光合作用強(qiáng)度。

分析圖乙：A點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用，G點(diǎn)時(shí)光合作用消失。S2表示白天光照較強(qiáng)時(shí)光合作用積累的有機(jī)物，S1+S3表示夜間及光照較弱時(shí)消耗的有機(jī)物，因此一晝夜該植物有機(jī)物的積累總量=白天光照較強(qiáng)時(shí)光合作用積累量-夜間及光照較弱時(shí)消耗量=S2-（S1+S3）。

（1）葉綠體中，四種光合色素中含量最多是葉綠素a；綠葉中的色素能夠溶解咋有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，所以用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素；這些色素吸收光能，從而進(jìn)行水光解和ATP合成過(guò)程。

（2）圖甲點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)光照強(qiáng)度為零，因此不能進(jìn)行光合作用，此時(shí)葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的過(guò)程為有氧呼吸，場(chǎng)所為線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；密閉環(huán)境中，二氧化碳濃度較高時(shí)，對(duì)有氧呼吸有抑制作用，同時(shí)對(duì)光合作用有促進(jìn)作用，因此當(dāng)提高二氧化碳濃度之后，相同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸作用減弱，故光補(bǔ)償點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度減小，即B點(diǎn)左移。

（3）圖乙中A點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用，G點(diǎn)時(shí)光合作用消失，因此得到圖乙曲線的實(shí)驗(yàn)中，給植株光照時(shí)間共有14h，其中有光照且光照強(qiáng)度一定保持不變的時(shí)間段氧氣產(chǎn)生速率為定值，即為AB和CD段；由于EF段已經(jīng)達(dá)到光的飽和點(diǎn)，所以限制因素不再是光照強(qiáng)度，而是CO2濃度。若實(shí)驗(yàn)后植株的干重增加，說(shuō)明該過(guò)程光合作用總量大于呼吸作用總量，則氧氣的產(chǎn)生量大于氧氣的消耗量，即S2>S1+S3。

（4）由圖甲可知，該植株的呼吸速率為2mmol/h，因此一天中不光照的16h內(nèi)，共消耗32mmol氧氣，因此在光照的8h內(nèi)要釋放大于32mmol氧氣才可能實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的凈積累，因此其凈光合速率至少為4mmol/h，由甲圖可知其光照強(qiáng)度至少為6klx。

（5）向密閉容器中加入18O標(biāo)記的O2，通過(guò)有氧呼吸的第三階段產(chǎn)生水，則水中的氧被標(biāo)記，水參與有氧呼吸的第二階段，生成二氧化碳，則二氧化碳中的氧被標(biāo)記，二氧化碳參與暗反應(yīng)生成淀粉，則淀粉能檢測(cè)到放射性，所以最短的路徑是氧氣→水→二氧化碳→淀粉。