Question

11．圖1表示光合作用過程的模式圖，其中①～④表示化學反應，A～H代表物質．圖2表示將某綠藻細胞懸浮液放入密閉的容器中，在保持一定的pH和溫度時，給予不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖，據圖回答問題：

（1）寫出物質F的名稱：ATP．據圖2分析，該綠藻細胞的呼吸速率為2.5μmol/min．
（2）在圖2中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，但第6min后不再增加而穩定，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，發現7s后有多達12種產物含有放射性，而5s內的代謝產物中含有放射性的基本只有一種物質，該物質最可能是E（填圖1中字母）．若在圖2中丁處加入使光反應停止的試劑，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，預計1h后，綠藻細胞光合作用產生的氧氣量為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．

Answer 1

分析 分析圖1：①光能的吸收，②水的光解，③光合磷酸化過程，④暗反應，A是水，B是氧氣，C是CO₂，D是[H]，E是C₃，F是ATP，H是糖類，G是C₅．
分析圖2：在一定的pH值和溫度時，不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化．光照之前只進行呼吸作用，只需根據氧氣吸收的總量比時間即可計算出呼吸速率．光照影響光合作用的光反應過程，它能促進ATP的生成和水的光解．在丙處添加CO₂時，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應中的二氧化碳的固定．丁點以后，若曲線不變，則表示光合作用等于呼吸作用強度；若曲線上升，則表示光合作用大于呼吸作用強度；如果曲線下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進行呼吸作用．

解答 解：（1）物質F的名稱是ATP．據圖2分析，在光照開始之前，細胞只進行呼吸作用，呼吸作用第一階段的場所為細胞質基質，第二、三兩階段發生在線粒體中．在0～4分細胞吸收的氧氣的值=210-200=10微摩，因此該綠藻細胞的呼吸速率=10÷4=2.5微摩/分．
（2）在圖2中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，但第6min后不再增加而穩定，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呼吸作用速率．
（3）在圖2中丙處若添加的是¹⁴CO₂，發現7s后有多達12種產物含有放射性，而5s內的代謝產物中含有放射性的基本只有一種物質，該物質最可能是EC₃．若在丁處加入光反應抑制劑，此時綠藻細胞不能進行光合作用，只能進行呼吸作用，又恢復到0～4分時的狀態，并且呼吸速率不變，因此e可以表示溶解氧變化的曲線．
（4）據圖曲線b，凈光合作用量為10微摩爾/分；呼吸量為2.5微摩爾/分，由此計算出每分總光合作用量為12.5微摩爾/分．所以1小時實際產生氧氣量=12.5微摩爾/分×60分﹦750微摩爾．與圖2所示一致，設在該條件下每天光照至少Xh綠藻才能正常生長，10×60X-（24-X）2.5×60＞0，則X=4.8，即在該條件下每天光照至少4.8h綠藻才能正常生長．
故答案為：
（1）ATP    2.5
（2）CO₂    等于    
（3）E   e     
（4）750    8

點評 本題考查了影響光合作用和呼吸作用的環境因素，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；理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力．