Question

【題目】兩種生長狀況相似的甲、乙植物培養在適宜的光照強度、溫度與水分條件下，探究兩種植物 CO2 吸收速率與 CO2 濃度的關系，實驗結果如下圖所示。實踐中常用希爾反應來測定除草劑對甲、乙植物光合作用的抑制效果，用不同濃度的某除草劑分別處理甲和乙的離體葉綠體并進行希爾反應（基本過程：將黑暗中制備的離體葉綠體加到含有 DCIP（氧化型）、蔗糖和 pH7.3 磷酸緩沖液的溶液中并照光。水在光照下被分解，產生氧氣等，溶液中的 DCIP 被還原，顏色由藍色變成無色），實驗結果如下表格所示。回答以下問題：

除 草 劑 相對濃度	0	5％	10％	15％	20％	25％	30％
甲放氧速率相對值	5.0	4.4	3.7	3.0	2.2	1.6	1.0
乙放氧速率相對值	5.0	3.7	2.2	1.0	0	0	0

（1）上述實驗在相對密閉容器中，通常可通過控制不同濃度的_________ 溶液控制 CO2 濃度。相同濃度除草劑處理下，除了通過測定放氧速率判斷甲和乙受除草劑抑制效果之外，根據希爾反應還可通過_________快慢來判斷。

（2）若在紅色薄膜下進行該實驗，則圖所畫曲線的 a 點應該往______ 移；CO2 濃度為 b 時，通常甲植株的 O2 產生量_____________ （＞/＜/＝）乙植株的 O2 產生量，甲植株由 CO2 濃度為 b 調到 c 處后短時間內葉綠體中減少的物質有_________________ （①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH）。

（3）上述希爾反應實驗中外界溶液添加蔗糖的目的是________ ，據上表除草劑處理影響葉綠體放氧速率，可知除草劑抑制主作用于葉綠體的_______ （填結構）。研究發現除草劑濃度為 20％處理品種甲的葉綠體不能產生三碳糖，嘗試分析最主要的原因是 _______。

Answer 1

【答案】碳酸氫鈉 溶液顏色變化 右 > ①②⑤ 維持滲透壓 類囊體 由于DCIP（氧化型）奪取光反應產生的電子和氫離子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被還原形成三碳糖

【解析】

分析題圖可知，實驗的自變量是二氧化碳濃度和植物的種類，因變量是二氧化碳的吸收速率，代表了凈光合速率；a點表示甲植物的二氧化碳補償點，高于乙植物；b點表示甲乙兩種植物的凈光合速率相等，由于兩者的呼吸速率不等，則實際光合速率也不等；C點表示甲乙兩植物的二氧化碳飽和點。葉肉細胞中通過碳反應合成的三碳糖，最后通過合成蔗糖運出細胞。

分析題表可知，實驗的自變量是某除草劑濃度和植物的種類，因變量是氧氣的釋放速率和溶液顏色變化快慢。

（1）碳酸氫鈉溶液既可以吸收二氧化碳又可以釋放二氧化碳，通常可通過控制不同濃度的碳酸氫鈉溶液控制 CO2 濃度。由題干可知，水在光照下被分解，產生氧氣等，溶液中的 DCIP 被還原，顏色由藍色變成無色，故除了通過測定放氧速率判斷甲和乙受除草劑抑制效果之外，根據希爾反應還可通過溶液顏色變化快慢來判斷。

（2）根據題干信息已知，該實驗是在適宜光照條件下進行的，若將植株培養在紅色薄膜下進行該實驗，呼吸速率不變，而光合作用減弱，所以a點應該右移。根據甲乙的二氧化碳補償點和曲線的趨勢可知，甲植物的呼吸速率大于乙植物，又因為b點兩種植物的凈光合速率相等，則甲的實際光合速率大于乙，因此甲植株的O2產生量>乙植株的O2產生量。甲植株CO2增加，二氧化碳的固定增強，②核酮糖二磷酸消耗增加，暗反應增強，①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加，故短時間內葉綠體中減少的物質有①腺苷三磷酸、②核酮糖二磷酸、⑤NADPH。

（3）上述希爾反應實驗中外界溶液添加蔗糖可以維持滲透壓，據上表除草劑處理影響葉綠體放氧速率，可知除草劑抑制主要作用于光合作用光反應階段，即發生在葉綠體的類囊體。研究發現除草劑濃度為 20％處理品種甲的葉綠體不能產生三碳糖，其最主要的原因是由于DCIP（氧化型）奪取光反應產生的電子和氫離子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被還原形成三碳糖。