Question

2．我市是中國茶樹起源中心的一個(gè)重要組成部分．人們常飲的老蔭茶并非來自茶樹，其實(shí)是“豹皮樟”的芽孢、花蕾、嫩梢、葉片．圖1是豹皮樟葉肉細(xì)胞中光合作用的過程圖解，圖中A-E代表相應(yīng)的物質(zhì)，1-4代表相應(yīng)的生理過程．圖2為不同溫度和光照強(qiáng)度組合處理對豹皮樟葉片光合速率以及氣孔開度的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）CO₂以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入葉綠體后，與五碳化合物（C₅）結(jié)合而被固定，固定產(chǎn)物的還原需要光反應(yīng)提供的ATP和[H]．圖1中過程3發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)，物質(zhì)A和（CH₂O）可用于同一細(xì)胞中某一生理過程，這兩種物質(zhì)參與該反應(yīng)的場所分別是線粒體（內(nèi)膜）和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．為證明CO₂中的C在葉片進(jìn)行光合作用過程中的轉(zhuǎn)移途徑，可利用¹⁴C同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行探究．
（2）由圖2可知，在這兩種光照強(qiáng)度下，隨著溫度的升高，豹皮樟葉片光合速率都下降（填“升高”或“下降”）．結(jié)合圖2推測可能的原因是隨著溫度的升高，豹皮樟葉片氣孔開度減小，導(dǎo)致CO₂的吸收量減少；由此推知，高溫主要影響光合作用的暗反應(yīng)階段．
（3）在適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度而其他條件不變的情況下，圖1中的C₃的含量減少（填“增加”或“減少”），理由是光照強(qiáng)度增強(qiáng)光反應(yīng)增強(qiáng)，C₃的還原增強(qiáng)而生成基本不變．將豹皮樟某對稱葉片的一部分（U）遮光，另一部分（V）不遮光，并設(shè)法使兩部分之間的物質(zhì)不發(fā)生轉(zhuǎn)移，用適宜強(qiáng)度的光照射6h后，若在U和V的對應(yīng)部位截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為M_U和M_V（單位：mg），則該豹皮樟細(xì)胞實(shí)際光合作用速率為$\frac{{M}_{V}-{M}_{U}}{6}$mg/h．

Answer 1

分析 由圖1可知，A是氧氣，B是[H]，C是ATPADP和Pi，D是，E是二氧化碳，1是水的光解，2是ATP的合成，3是二氧化碳的固定，4是三碳化合物的還原．
由圖2可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度和溫度，其余因素為無關(guān)變量．在兩種光照強(qiáng)度下，隨著溫度的升高，葉片的光合速率都下降，據(jù)圖分析可能的原因是：①隨著溫度的升高，酶的活性下降外；②隨著溫度的升高，葉片的氣孔開度減小，因此二氧化碳吸收量減少．

解答 解：（1）光合作用的暗反應(yīng)階段中，CO₂以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入葉綠體后，與五碳化合物（C₅）結(jié)合而被固定，固定形成的三碳化合物還原需要光反應(yīng)提供的ATP和[H]．圖1中過程3表示暗反應(yīng)中二氧化碳的固定，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)；物質(zhì)A表示氧氣，氧氣和（CH₂O）可用于同一細(xì)胞中的有氧呼吸，氧氣參與有氧呼吸的第三階段，糖類參與有氧呼吸的第一階段，兩個(gè)階段對應(yīng)的場所分別是線粒體（內(nèi)膜）和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)．為證明CO₂中的C在葉片進(jìn)行光合作用過程中的轉(zhuǎn)移途徑，可利用¹⁴C同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行探究．
（2）根據(jù)圖2，在這兩種光照強(qiáng)度下，隨著溫度的升高，葉片光合速速率均下降，原因可能是隨著溫度的升高，豹皮樟葉片的氣孔開度減小，使葉片吸收的CO₂減少，進(jìn)而使暗反應(yīng)受到抑制；由此推知，高溫影響了光合作用的暗反應(yīng)階段．
（3）在其他條件不變的情況下，適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，導(dǎo)致光反應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)生的A（O₂）和[H]也增加，同時(shí)C₃的還原加快，從而導(dǎo)致C₃的含量減少．根據(jù)題干信息分析，經(jīng)過6 h后，遮光部位和不遮光部位有機(jī)物的含量分別為構(gòu)M_U和M_V，設(shè)遮光部位和不遮光部位葉片的初始質(zhì)量為m，則6 h內(nèi)，該棉花細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的含量為m-M_U，凈光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的含量為M_V-m，兩者之和[（m-M_U）+（M_V-m）=M_V-M_U]表示光合作用合成的有機(jī)物的量，所以該棉花細(xì)胞實(shí)際光合作用速率為 $\frac{{M}_{V}-{M}_{U}}{6}$mg/h．
故答案為：
（1）自由擴(kuò)散   五碳化合物 （C₅）   ATP和[H]葉綠體基質(zhì)  線粒體（內(nèi)膜）  細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)  ¹⁴C同位素示蹤
（2）下降  豹皮樟葉片氣孔開度減小，導(dǎo)致CO₂的吸收量減少       暗反應(yīng)
（3）減少    光照強(qiáng)度增強(qiáng)光反應(yīng)增強(qiáng)，C₃的還原增強(qiáng)而生成基本不變  $\frac{{M}_{V}-{M}_{U}}{6}$

點(diǎn)評 本題考查了光合作用的過程、影響光合作用的環(huán)境因素以及光合作用與呼吸作用的關(guān)系，分析題圖曲線獲取信息是解題的關(guān)鍵，解讀題圖曲線應(yīng)用光合作用呼吸作用知識解決問題是本題考查的重點(diǎn)．