Question

16．圖1表示光合作用過(guò)程概要的模式圖，其中①～④表示化學(xué)反應(yīng)，A～H代表物質(zhì)．圖2表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中，在保持一定的pH和溫度時(shí)，給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖，據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出物質(zhì)F的名稱：ATP．據(jù)圖2分析，該綠藻細(xì)胞的呼吸速率為2.5μmol/min．
（2）在圖2中乙處光照開(kāi)始后，溶解氧濃度稍有增加，但第6min后不再增加而穩(wěn)定，原因是光照后容器中CO₂減少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率等于（填“小于”“大于”或“等于”）呼吸作用速率．
（3）在圖2中丙處若添加的是¹⁴CO₂，發(fā)現(xiàn)7s后有多達(dá)12種產(chǎn)物含有放射性，而5s內(nèi)的代謝產(chǎn)物中含有放射性的基本只有一種物質(zhì)，該物質(zhì)最可能是E（填圖1中字母）．若在圖2中丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則正確表示溶氧變化的曲線是a～g中的e．
（4）若在圖2中丁處給予一定的條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預(yù)計(jì)1h后，綠藻細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的氧氣量為750μmol．若綠藻在特定條件下的光合速率為圖2中的c，且呼吸速率與圖2所示一致，則在該條件下每天光照至少8h綠藻才能正常生長(zhǎng)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖1中，①光能的吸收，②水的光解，③ATP個(gè)合成，④暗反應(yīng)，A是水，B是氧氣，C是CO₂，D是NADPH，E是C₃，F(xiàn)是ATP，G是C₅，H是糖類(lèi)．圖2中，光照之前只進(jìn)行呼吸作用，只需根據(jù)氧氣吸收的總量比時(shí)間即可計(jì)算出呼吸速率．光照影響光合作用的光反應(yīng)過(guò)程，它能促進(jìn)ATP的生成和水的光解．在丙處添加CO₂時(shí)，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應(yīng)中的二氧化碳的固定．丁點(diǎn)以后，若曲線不變，則表示光合作用等于呼吸作用強(qiáng)度；若曲線上升，則表示光合作用大于呼吸作用強(qiáng)度；如果曲線下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用．

解答 解：（1）分析圖1可知，物質(zhì)A是水，B是氧氣，D是[H]，F(xiàn)是ATP．由圖2可知，0～4 min內(nèi)綠藻細(xì)胞處于黑暗條件下，只進(jìn)行呼吸作用，呼吸速率=10/4=2.5（μmol/min）．
（2）影響光合作用的環(huán)境因素有光照、CO₂濃度等，因此可以判斷6 min后溶解氧不再增加而穩(wěn)定的原因是CO₂減少，此時(shí)氧氣的產(chǎn)生和消耗處于平衡狀態(tài)，即光合速率等于呼吸速率．
（3）¹⁴CO₂進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)首先經(jīng)過(guò)固定過(guò)程形成E（C₃），因此最先出現(xiàn)放射性的物質(zhì)是E．若丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則綠藻細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，根據(jù)綠藻的呼吸速率可知，溶氧變化的曲線可用曲線e表示．
（4）圖2中曲線b說(shuō)明綠藻細(xì)胞的凈光合速率為10 μmol/min，則實(shí)際光合速率=10+2.5=12.5（μmol/min），因此1 h后．綠藻細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的氧氣量=12.5×60=750（μmol）．圖2中的曲線c說(shuō)明綠藻細(xì)胞的凈光合速率為5 μmol/min，實(shí)際光合速率為7.5 μmol/min，光合作用1 h產(chǎn)生的氧氣量為450 μmol，而呼吸作用一天（24 h）消耗的氧氣量為3 600 μmol，因此每天光照至少要8 h綠藻才能正常生長(zhǎng)．
故答案為：
（1）ATP   　2.5     　
（2）CO₂　   等于   　
（3）E　e  　
（4）750  　8

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素，意在考查考生能從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力．