Question

10．小球藻細胞內(nèi)含有豐富的葉綠素，光合作用非常強，常被用來作為研究光合作用的實驗材料．下圖甲表示該植物細胞與外界環(huán)境間、葉綠體與線粒體間的氣體交換，乙圖為探究植物光合作用速率的裝置示意圖，丙圖為不同溫度下光合速率與光源距離的關(guān)系示意圖（光合速率用單位時間O₂釋放量表示），請回答：

（1）甲圖中光反應(yīng)發(fā)生在[a]類囊體薄膜上，反應(yīng)中的能量變化是光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能．
（2）探究植物光合作用速率實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL，水滴位置在X．恒溫30分鐘后，將針筒容量調(diào)至0.6mL，水滴位置恢復(fù)到X．若以O(shè)₂釋放量來表示光合作用速率，則該植物的光合作用速率是0.8mL/h，該數(shù)值比實際的光合作用速率低，原因是植物同時進行細胞呼吸，消耗了氧氣．
（3）以太陽燈（冷光源）作為光源，移動太陽燈（冷光源）使之與大試管的距離不同，室溫20℃時所得結(jié)果如丙圖中曲線1所示．則該小組的實驗研究的是光照強度對光合速率的影響．在室溫10℃和30℃時分別進行了上述實驗，結(jié)果如曲線2和曲線3，則AB段和BC段的限制因素主要是分別是溫度和光照強度、光照強度．
（4）在B點時，曲線1中光合作用的實際速率大于（大于、等于或小于）曲線2中光合作用的實際速率．
（5）丙圖中C點時細胞中能產(chǎn)生ATP的細胞器是葉綠體、線粒體，此時細胞內(nèi)的氣體變化對應(yīng)甲圖中的①②（填數(shù)字標(biāo)號）．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖甲中，a是葉綠體基粒，b是葉綠體基質(zhì)，c是線粒體基質(zhì)，①表示葉綠體產(chǎn)生的氧氣供線粒體呼吸作用，②表示線粒體產(chǎn)生的二氧化碳供葉綠體進行光合作用，③表示光合作用大于呼吸作用有氧氣的凈釋放，④表示光合作用從環(huán)境中吸收二氧化碳．圖乙表示光合作用的測定裝置．圖丙表示室溫20℃時乙圖裝置所得結(jié)果曲線．據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）圖甲中，a是葉綠體基粒，其上的類囊體薄膜是光反應(yīng)的場所，該反應(yīng)中光能可以轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能．
（2）光照條件下，由于光合作用吸收的CO₂由緩沖液補充，同時釋放出O₂導(dǎo)致密閉裝置內(nèi)氣體壓強增大，若使水滴X不移動，其針筒中單位時間內(nèi)O₂氣體容量的增加就代表表觀光合速率的大小．由題可知，若以釋放出的氧氣量來代表表觀光合速率，該植物的表觀光合作用速率是（0.6-0.2）×2=0.8（mL/h）．與實際光合速率相比，由于植物細胞呼吸要消耗一部分氧氣，故測得的光合速率偏低．
（3）以太陽燈（冷光源）作為光源，移動太陽燈（冷光源）使之與大試管的距離不同，大試管的光照強度不同，所以該小組的實驗研究的是光照強度對光合速率的影響．據(jù)圖丙分析，在室溫10℃和30℃時分別進行了上述實驗，結(jié)果如曲線2和曲線3，AB段的限制因素主要是溫度和光照強度，BC段的限制因素主要是光照強度．
（4）在B點時，曲線1中的凈光合作用速率曲線2的凈光合速率，但曲線1的溫度較曲線2的溫度高，所以其實際光合速率大于曲線2中光合作用的實際速率．
（5）丙圖中的C點時所測的凈光合速率為零，說明該光照強度時植物光合作用速率等于呼吸作用速率，此時細胞中的光合作用與呼吸作用都可以產(chǎn)生ATP，細胞中能產(chǎn)生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體．此時細胞內(nèi)的氣體變化對應(yīng)甲圖中的①②．
故答案為：
（1）[a]類囊體薄膜    光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能
（2）0.8    植物同時進行細胞呼吸，消耗了氧氣
（3）光照強度  溫度和光照強度   光照強度
（4）大于
（5）葉綠體    線粒體     ①②

點評 此題結(jié)合實驗分析的方式考察學(xué)生對影響光合作用的環(huán)境要素的相關(guān)知識的掌握情況，該實驗研究的是光照強度及溫度對光合速率的影響．