Question

14．如圖1和圖2是科研人員研究了光照強(qiáng)度、CO₂濃度對(duì)番茄光合作用的影響．圖3是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的實(shí)驗(yàn)裝置．小球藻是一種單細(xì)胞藻類植物，K₁、K₂為閥門，實(shí)驗(yàn)開始前為關(guān)閉狀態(tài)（不考慮通氣管內(nèi)的氣體影響）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）圖3中，打開K₁，給予試管一定強(qiáng)度的光照，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)注射器活塞移動(dòng)一段距離X后停止，停止移動(dòng)的原因是容器內(nèi)的CO₂有限．距離X對(duì)應(yīng)的體積可表示小球藻的凈光合作用速率，所測(cè)數(shù)值是否準(zhǔn)確，如不準(zhǔn)確應(yīng)怎樣改進(jìn)？不準(zhǔn)確，應(yīng)另設(shè)一個(gè)除了將圖3中的小球藻殺死外，其他與原裝置相同．
（2）圖3中，若液滴右移，此時(shí)酵母菌的呼吸方式中一定有產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸（或無(wú)氧呼吸）．如果要進(jìn)一步確定此結(jié)論，可取培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)液，加入酸性重鉻酸鉀（試劑），所驗(yàn)證的呼吸作用方式的反應(yīng)式是C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）圖1表示在最適溫度及其它條件保持不變的條件下番茄葉片CO₂釋放量隨光強(qiáng)度變化的曲線．若圖中的B點(diǎn)驟變?yōu)镃點(diǎn)時(shí)，短時(shí)間C₅和C₃的含量變化將分別是增加和減少．圖中若其它條件不變，溫度升高5℃則A點(diǎn)將向向右方向移動(dòng)，A點(diǎn)產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體的類囊體膜上
（4）圖2表示某光強(qiáng)度和適宜溫度下，番茄光合強(qiáng)度增長(zhǎng)速率隨CO₂濃度變化的情況．CO₂濃度過(guò)高時(shí)，增加CO₂濃度光合強(qiáng)度反而降低的原因CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻．

Answer 1

分析 植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行水的光解，產(chǎn)生ATP和[H]，同時(shí)釋放氧氣，ATP和[H]用于暗反應(yīng)階段三碳化合物的還原，細(xì)胞的呼吸作用不受光照的限制，有光無(wú)光都可以進(jìn)行，為細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量．據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）圖3中打開K₁，小球藻光合作用所需的CO₂由溶液中NaHCO₃提供，小球藻通過(guò)光合作用，不斷產(chǎn)生O₂，使注射器活塞移動(dòng)，由于溶液中NaHCO₃有限，消耗完后，光合作用不能繼續(xù)，活塞移動(dòng)一段距離后停止．
（2）圖3中若有無(wú)氧呼吸時(shí)，酵母菌不消耗氧氣，能產(chǎn)生CO₂和有氧呼吸所沒(méi)有的產(chǎn)物酒精，裝置內(nèi)氣壓上升，液滴右移；若想進(jìn)一步確定此結(jié)論，可以取培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)液，加入酸性重鉻酸鉀溶液，若溶液出現(xiàn)橙色→灰綠色的變換，說(shuō)明其中有酒精成分，酵母菌有進(jìn)行無(wú)氧呼吸．驗(yàn)證的呼吸作用方式的反應(yīng)式是C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）圖1中的B點(diǎn)驟變?yōu)镃點(diǎn)時(shí)，光照增強(qiáng)，短時(shí)間內(nèi)三碳化合物的含量將快速下降，是因?yàn)橛谐渥愕腫H]和ATP，這兩種物質(zhì)都是光反應(yīng)階段的產(chǎn)物，同時(shí)五碳化合物含量將快速上升；圖中若其它條件不變，溫度上升5℃，則有關(guān)生理活動(dòng)的酶活性升高，光補(bǔ)償點(diǎn)A點(diǎn)將向右方移動(dòng)．此時(shí)光合作用與呼吸作用都可以產(chǎn)生[H]，產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體的類囊體膜上．
（4）圖2中，CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻，增加CO₂濃度光合強(qiáng)度反而降低．
故答案為：
（1）容器內(nèi)的CO₂有限   凈光合作用        不準(zhǔn)確，應(yīng)另設(shè)一個(gè)除了將圖3中的小球藻殺死外，其他與原裝置相同
（2）產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸（或無(wú)氧呼吸）   酸性重鉻酸鉀    C₆H₁₂O₆───→2C₂H₅OH+2CO₂+能量
（3）增加和減少   向右     細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體的類囊體膜上
（4）CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系；具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理．