Question

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

（1）圖乙中光反應(yīng)的具體部位 字母及名稱是[a]類囊體薄膜，暗反應(yīng)中的能量變化是ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能．
（2）如圖甲，若適當(dāng)縮短光源與實(shí)驗(yàn)裝置的距離，則單位時(shí)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(yùn)草的葉肉細(xì)胞處于圖乙狀態(tài)時(shí)，對應(yīng)圖丙中的區(qū)段是B點(diǎn)以后．
（4）圖丙中限制A～C段光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度．
（5）將水蘊(yùn)草放在特定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)，該植物每小時(shí)實(shí)際光合作用CO₂消耗速率是6.5mg/h．
（6）20世紀(jì)50年代，卡爾文為研究光合作用的過程，將小球藻裝在一個(gè)密閉玻璃容器中，通過一個(gè)通氣管向容器通入CO₂，通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可控制CO₂的供應(yīng)，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(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，他得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是圖丁中的A．
②卡爾文通過停止CO₂的供應(yīng)來探究光合作用過程中固定CO₂的化合物，這時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置的距離來探究光照強(qiáng)度隨光合作用的影響的實(shí)驗(yàn)．
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(jìn)行氣體的交換，一般情況下，當(dāng)光合作用大于呼吸作用時(shí)，葉綠體需從細(xì)胞外吸收二氧化碳和釋放氧氣；當(dāng)光合作用等于呼吸作用時(shí)，細(xì)胞沒有氣體釋放的吸收；當(dāng)光合作用小于呼吸作用時(shí)，線粒體需從細(xì)胞外吸收氧氣和釋放二氧化碳．
圖丙中，A點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，B點(diǎn)時(shí)光合作用等于呼吸作用，C點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)．

解答 解：（1）由圖乙可以看出，a表示葉綠體的類囊體，在此進(jìn)行光反應(yīng)；b表示葉綠體的基質(zhì)，在此進(jìn)行暗反應(yīng)；在光反應(yīng)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(xué)能．
（2）圖甲是驗(yàn)證光照強(qiáng)度對光合作用的影響，以氧氣的釋放量作為觀察指標(biāo)．當(dāng)縮短光源與實(shí)驗(yàn)裝置之間的距離時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)，水蘊(yùn)草放出的氣泡數(shù)量增多．
（3）圖乙細(xì)胞葉綠體需從細(xì)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(yīng)圖丙曲線中B點(diǎn)以后．
（4）圖丙中，在光照強(qiáng)度為C點(diǎn)之前，光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)，說明此區(qū)段光照強(qiáng)度是光合作用的主要限制因素．
（5）本題的實(shí)驗(yàn)變量有兩個(gè)：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(diǎn)可以得出呼吸速率隨著溫度的升高而增強(qiáng)，而凈光合速率隨著溫度的不斷升高出現(xiàn)先增強(qiáng)后下降的趨勢，25℃達(dá)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(shí)實(shí)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(yīng)和碳反應(yīng)的聯(lián)系；光照直接影響光反應(yīng)，而光反應(yīng)能為暗反應(yīng)提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反應(yīng)提供的ATP和[H]減少，影響C₃的還原，導(dǎo)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(yīng)”可知，卡爾文改變的實(shí)驗(yàn)條件是停止CO₂供應(yīng)．
故答案為：
（1）[a]類囊體薄膜  ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
（2）增加
（3）B點(diǎn)以后
（4）光照強(qiáng)度
（5）25℃6.5
（6）①光照    A      ②CO₂的供應(yīng)

點(diǎn)評 本題難度適中，著重考查考生的識(shí)圖能力，實(shí)驗(yàn)探究能力，運(yùn)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(jì)算能力，在計(jì)算時(shí)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．