Question

4．水蘊草是多年生草本沉水植物．圖乙表示其細胞氣體交換情況，圖丙表示光照強度與光合速率的關(guān)系．

（1）圖乙中光反應的具體部位 字母及名稱是[a]類囊體薄膜，暗反應中的能量變化是ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學能．
（2）如圖甲，若適當縮短光源與實驗裝置的距離，則單位時間內(nèi)放出的氣泡數(shù)量將增加 （填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）水蘊草的葉肉細胞處于圖乙狀態(tài)時，對應圖丙中的區(qū)段是B點以后．
（4）圖丙中限制A～C段光合速率的主要因素是光照強度．
（5）將水蘊草放在特定實驗裝置內(nèi)，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響（其余的實驗條件都是理想的），結(jié)果如下表所示：

溫度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗下釋放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

在晝夜不停的光照下，該植物生長的最適宜溫度是25℃，在35℃時，該植物每小時實際光合作用CO₂消耗速率是6.5mg/h．
（6）20世紀50年代，卡爾文為研究光合作用的過程，將小球藻裝在一個密閉玻璃容器中，通過一個通氣管向容器通入CO₂，通氣管上有一個開關(guān)，可控制CO₂的供應，容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)來控制光照的有無．
①卡爾文通過停止光照來探究光反應和暗反應的聯(lián)系，他得到的實驗結(jié)果是圖丁中的A．
②卡爾文通過停止CO₂的供應來探究光合作用過程中固定CO₂的化合物，這時他發(fā)現(xiàn)C₅的含量快速升高，由此找到了固定CO₂的物質(zhì)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖甲裝置可以改變燈泡和實驗裝置的距離來探究光照強度隨光合作用的影響的實驗．
圖乙中，a表示基粒，b表示葉綠體基質(zhì)，c表示線粒體基質(zhì)．圖中可以看出葉綠體和線粒體之間可以進行氣體的交換，一般情況下，當光合作用大于呼吸作用時，葉綠體需從細胞外吸收二氧化碳和釋放氧氣；當光合作用等于呼吸作用時，細胞沒有氣體釋放的吸收；當光合作用小于呼吸作用時，線粒體需從細胞外吸收氧氣和釋放二氧化碳．
圖丙中，A點只進行呼吸作用，B點時光合作用等于呼吸作用，C點為光合作用的飽和點．

解答 解：（1）由圖乙可以看出，a表示葉綠體的類囊體，在此進行光反應；b表示葉綠體的基質(zhì)，在此進行暗反應；在光反應過程中，色素吸收光能，然后將光能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學能．
（2）圖甲是驗證光照強度對光合作用的影響，以氧氣的釋放量作為觀察指標．當縮短光源與實驗裝置之間的距離時，光照強度增強，光合作用增強，水蘊草放出的氣泡數(shù)量增多．
（3）圖乙細胞葉綠體需從細胞外吸收二氧化碳和釋放氧氣，表明光合作用大于呼吸作用，對應圖丙曲線中B點以后．
（4）圖丙中，在光照強度為C點之前，光合作用強度隨著光照強度的增強而增強，說明此區(qū)段光照強度是光合作用的主要限制因素．
（5）本題的實驗變量有兩個：溫度和有無光照，而做出本題的關(guān)鍵是要理解光照下吸收CO₂數(shù)值表示凈光合作用速率，黑暗中釋放CO₂表示呼吸作用速率．然后，比較表格中的數(shù)字，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化特點可以得出呼吸速率隨著溫度的升高而增強，而凈光合速率隨著溫度的不斷升高出現(xiàn)先增強后下降的趨勢，25℃達到最大值，所以晝夜不停地給予光照，該植物生長的最適宜溫度是25℃．在35℃光照下植物吸收的CO₂為3.00，而在黑暗中釋放的CO₂為3.50，該植物每小時實際光合作用速率為呼吸速率+凈光合作用速率=3.00+3.50=6.50（mg/h）．
（6））①根據(jù)題干信息“容器周圍有光源，通過控制電源開關(guān)可控制光照的有無”可知，卡爾文通過停止光照來探究光反應和碳反應的聯(lián)系；光照直接影響光反應，而光反應能為暗反應提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反應提供的ATP和[H]減少，影響C₃的還原，導致C₃含量升高，而C₃含量降低，即圖中的A．
②根據(jù)題干信息“可控制CO₂的供應”可知，卡爾文改變的實驗條件是停止CO₂供應．
故答案為：
（1）[a]類囊體薄膜  ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學能
（2）增加
（3）B點以后
（4）光照強度
（5）25℃6.5
（6）①光照    A      ②CO₂的供應

點評 本題難度適中，著重考查考生的識圖能力，實驗探究能力，運用單因素研究光合作用的能力，以及光合作用和呼吸作用過程中有關(guān)物質(zhì)的計算能力，在計算時善于利用公式：光合作用過程中二氧化碳的消耗總量=凈光合作用二氧化碳消耗量+呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳量．