Question

在CO₂濃度為0.03%和適宜的恒定溫度條件下，測定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如圖1，請(qǐng)回答下列問題：

（1）a點(diǎn)時(shí)，植物乙葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有

 

．若在c點(diǎn)時(shí)突然停止CO₂的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)植物甲的葉綠體中的

 

（填“C₃”或“C₅”）含量會(huì)增加d點(diǎn)時(shí)限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是

 

．
（2）當(dāng)光照強(qiáng)度為3千勒克司時(shí)植物乙的總光合速率是

 

mg/100cm²葉?小時(shí)．
（3）如果用圖2所示的裝置來探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中O₂含量的變化，為排除環(huán)境等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則該裝置需要進(jìn)行適當(dāng)修改，具體修改措施是

 

．為使測得O₂的變化量更精確，還應(yīng)再設(shè)置對(duì)照，設(shè)計(jì)方法為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞呼吸的過程和意義,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O

酶

 6CO₂+12H₂O+能量
第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，反應(yīng)式：C₆H₁₂O₆

酶

2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量；
第二階段：丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中．反應(yīng)式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O

酶

20[H]+6CO₂+少量能量；
第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上．反應(yīng)式：24[H]+6O₂

酶

12H₂O+大量能量．
光合作用，光反應(yīng)在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上，相關(guān)的反應(yīng)式：H₂O→2[H]+

1

2

O₂（水的光解）、NADP++2e-+H⁺→NADPH（遞氫）ADP+Pi→ATP （遞能）；
暗反應(yīng)：在葉綠體基質(zhì)上，CO₂+C₅化合物→2C₃化合物（二氧化碳的固定）、2C₃化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+C₅化合物+H₂O（有機(jī)物的生成或稱為C3的還原）、ATP→ADP+Pi（耗能）．
CO₂在水（或溶液）中的溶解度是定值，液體中反應(yīng)CO₂+H₂O

1

H₂CO₃，H₂CO₃

2

HCO₃^-，HCO₃^-

3

CO₃^2-+H⁺三個(gè)都是平衡狀態(tài)，當(dāng)外界CO₂濃度增大時(shí)，液體中的CO₂濃度也相應(yīng)增大，上述反應(yīng)均向正反應(yīng)方向移動(dòng)，而因?yàn)樘妓釟溻c緩沖溶液中本就有較多的碳酸氫根，反應(yīng)2、3快速移動(dòng)，生成碳酸根，使空氣中的CO₂濃度下降；而當(dāng)CO₂濃度減小時(shí)，上述反應(yīng)逆向移動(dòng)，同樣因?yàn)樘妓釟溻c緩沖溶液中本就有較多的碳酸氫根，可以釋放更多的CO₂，維持空氣中的CO₂濃度平衡．

解答： 解：（1）a點(diǎn)時(shí)，植物乙葉肉細(xì)胞，即進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行呼吸之間，故產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體，若在c點(diǎn)時(shí)突然停止CO₂的供應(yīng)，則會(huì)影響光合作用的暗反應(yīng)，故短時(shí)間內(nèi)植物甲的葉綠體中的C5含量會(huì)增加，d點(diǎn)時(shí)限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO₂的濃度．
（2）當(dāng)光照強(qiáng)度為3千勒克司時(shí)，植物乙的光合速率等于呼吸速率，當(dāng)光照強(qiáng)度為0千勒克司時(shí)，植物乙僅進(jìn)行呼吸作用，呼吸速率為20mg/100cm²，故當(dāng)光照強(qiáng)度為3千勒克司時(shí)，植物乙總光合速率是20mg/100cm²葉?小時(shí)．
（3）如果用圖2所示的裝置來探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中O₂含量的變化，為排除環(huán)境等因素即CO₂的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，故需將小燒杯中的蒸餾水換成CO₂緩沖液或碳酸氫鈉溶液．為使測得O₂的變化量更精確，還應(yīng)再設(shè)置對(duì)照，該實(shí)驗(yàn)探究光照強(qiáng)度和光合作用速率的關(guān)系，故實(shí)驗(yàn)變量是否進(jìn)行光合作用，故對(duì)照組設(shè)計(jì)方法為該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和CO₂緩沖液．
故答案為：
（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體     C₅ CO₂的濃度
（2）20
（3）將小燒杯中的蒸餾水換成CO₂緩沖液或碳酸氫鈉溶液      該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和CO₂緩沖液

點(diǎn)評(píng)：本題考查呼吸作用、光合作用的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析題圖獲取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．