Question

4．如圖是有關棉花成熟綠葉組織的相關圖解，其中圖1是葉肉細胞的光合作用過程圖解；圖2表示某光照強度和適宜溫度下，光合作用強度增長率隨CO₂濃度變化的情況，請回答下列問題．
（1）由圖1可知，甲、乙分別代表的物質是CO₂、[H]和ATP，光反應中產生的O₂擴散到同一細胞的線粒體中被利用至少要經過5層生物膜．
（2）圖2中限制D點光合作用速率的主要環境因素是光照強度，此時葉肉細胞內產生ATP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體（基質）．
（3）從生長狀況相同的棉花葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細胞內的氣體，平均分成若干份，然后，置于不同濃度的NaHCO₃溶液中，給予相同的一定強度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，將記錄結果繪成曲線如圖3，請據此回答．該實驗的目的是：探究CO₂濃度對光合作用速率的影響．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1是光合作用過程圖解，圖中甲表示CO₂，乙表示光反應產生的[H]和ATP，丙表示ADP和Pi．
圖2中，光合作用增長速率類似于加速度，因此只要增長速率大于零，光合作用強度就不斷增加．圖中可以看出，BC段增長速率最大，到D點是增長速率降為0，此時光合作用強度達到最大．
影響光合作用的環境因素包括：光照強度、溫度、CO₂濃度等，一般光合作用達到飽和點時，自變量將不再成為限制因素．

解答 解：（1）根據圖1光合作用過程可知，甲表示CO₂，乙表示水光解生成的[H]和ATP；要想使C₃化合物含量快速下降，可以使其合成減少（即不提供CO₂）或去路增多（即增強光照）；光反應中產生的O₂擴散到鄰近的線粒體中被利用首先得從類囊體膜內出來（1層膜），再從葉綠體中出來穿過葉綠體的兩層膜，然后再進入線粒體穿過線粒體的兩層膜，共5層膜．
（2）圖2表示光合作用增長率，只要光合作用增長率為正值，植物光合作用速率都在不斷增加，所以在增長率達到0時（即D點）光合作用速率達到最大，此時CO₂濃度仍在繼續上升，故限制光合作用速率的主要環境因素不是CO₂應是光照強度．此時葉肉細胞內光合作用和呼吸作用都可以產生ATP，所以產生ATP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體．
（3）從題意可知，實驗的單一變量是不同濃度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解為光合作用提供CO₂，所以該實驗的目的是探究CO₂濃度對光合作用速率的影響．
故答案為：
（1）CO₂、[H]和ATP　        　5
（2）光照強度　         葉綠體、細胞質基質和線粒體（基質）
（3）CO₂濃度對光合作用速率的影響

點評 本題難度適中，屬于考綱中理解、應用層次的考查，考查光合作用過程中的物質變化、影響光合作用的環境因素及探究實驗等方面的知識點．解答本題的關鍵是準確分析過程圖和曲線圖，利用控制變量的方法分析實驗裝置，能通過比較、分析與綜合等方法對實驗裝置和實驗結果做出合理的判斷或得出正確的結論能力．