Question

某實(shí)驗(yàn)小組用小球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究影響光合速率的因素。他們將一定量的小球藻浸入適宜且相同溫度的培養(yǎng)液的試管中，以白熾燈作為光源。移動(dòng)臺(tái)燈可改變光源與試管的距離；CO2濃度分別設(shè)置為0.03%和0.05%，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制成曲線1、曲線2（如圖所示）。請分析回答下列問題：

（1）比較C、D兩點(diǎn)的光合速率，可見限制D點(diǎn)光合速率的主要因素是 ,在 段該因素不再成為光合速率的主要限制因素，若C處突然關(guān)閉臺(tái)燈，葉綠體中C5含量將如何變化？ 。

（2）在光照下，葉肉細(xì)胞中能合成ATP的膜結(jié)構(gòu)是 。F點(diǎn)的含義是 。若用缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)小球藻，其他條件不變，F(xiàn)點(diǎn)應(yīng)向 移。

（3）卡爾文給小球藻懸浮液通入14CO2，光照一定時(shí)間（從1秒到數(shù)分鐘）后殺死小球藻，同時(shí)提取產(chǎn)物并分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅僅30秒的時(shí)間，二氧化碳已經(jīng)轉(zhuǎn)化為許多種類的化合物。想要探究CO2轉(zhuǎn)化成的第一個(gè)產(chǎn)物是什么，可能的實(shí)驗(yàn)思路是 。

（4）該小組又做了探究小球藻最適生長溫度的預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表：

溫度（℃）	10	20	30	40	50
光照下釋放O2（mg/h）	9．67	14．67	19．67	21．67	19．33

請根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)進(jìn)一步的探究實(shí)驗(yàn)：

材料用具：小球藻、大試管、含CO2緩沖液的培養(yǎng)液、水浴鍋（控制溫度）、量筒等。

該實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制好的兩個(gè)主要無關(guān)變量是：

① ；②是小球藻的數(shù)量相同。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：將 裝入試管，數(shù)量相同的小球藻浸入試管中，分別放入5個(gè)水浴鍋中 。

第二步：分組控制溫度， （溫度梯度差為1℃）。

第三步：光照6 h后測定O2的釋放量。

Answer 1

（1）CO2濃度 EF 減少

（2）類囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜 該光照強(qiáng)度（與光源相距105 cm）時(shí)小球藻光合速率等于呼吸速率 左

（3）縮短光照時(shí)間，并同時(shí)檢測，當(dāng)檢測的化合物只有一種時(shí)，這個(gè)化合物就是第一個(gè)產(chǎn)物

（4）①相同光照時(shí)間和距離（或相同的光照強(qiáng)度）

第一步：等量的含有足量CO2緩沖液的培養(yǎng)液

第二步：使其依次為38℃、39℃、40℃、41℃、42℃，并分別編號為1～5號

【解析】

試題分析：（1）坐標(biāo)圖的橫軸表示臺(tái)燈與試管的距離，距離越遠(yuǎn)則光照強(qiáng)度越弱。根據(jù)題意和圖示可知，C點(diǎn)與D點(diǎn)都處于相同的光照條件下，但1號試管比2號試管的光合速率高，所以，限制D點(diǎn)光合速率的主要因素是CO2濃度(兩組實(shí)驗(yàn)的CO2濃度不同)；EF段兩條曲線重合，說明CO2濃度不再是光合速率的限制因素；若C處突然關(guān)閉臺(tái)燈，則光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，C3生成C5減少，而CO2的固定(消耗C5)正常進(jìn)行，所以C5含量將減少。

（2）在光照下，葉肉細(xì)胞中既進(jìn)行光合作用也進(jìn)行有氧呼吸，所以能合成ATP的膜結(jié)構(gòu)是葉綠體的類囊體薄膜(進(jìn)行光反應(yīng))和線粒體內(nèi)膜(進(jìn)行有氧呼吸第三階段)；F點(diǎn)時(shí)小球藻氧氣釋放速率(凈光合速率)為0，其含義是該光照強(qiáng)度（與光源相距105 cm）時(shí)小球藻的的光合速率等于呼吸速率；缺鎂培養(yǎng)液培養(yǎng)的小球藻會(huì)因缺乏葉綠素而在相同光照下的光合速率變小，但呼吸速率不受影響，所以其他條件不變時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)應(yīng)向左移(即需要更強(qiáng)的光照)。

（3）光照時(shí)間足夠短時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化成第一個(gè)化合物后就不能夠進(jìn)行下面的反應(yīng)了，所以這個(gè)化合物就是第一個(gè)產(chǎn)物。

（4）①本實(shí)驗(yàn)的目的是探究小球藻生長的最適溫度，顯然自變量為溫度，而因變量是O2的釋放速率，其他影響光合速率的因素如光照強(qiáng)度和時(shí)間、CO2濃度和小球藻的數(shù)量等都是無關(guān)變量，需要控制在相同且適宜的狀態(tài)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟是：分組→控制變量→經(jīng)過一段時(shí)間觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對溫度的設(shè)置要注意參照題中給出的預(yù)實(shí)驗(yàn)，注意找出O2的釋放速率變化中的“拐點(diǎn)”所對應(yīng)的溫度。

考點(diǎn)：本題考查“探究影響植物光合作用強(qiáng)度的因素”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，意在考查考生運(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)論能力。