Question

1．圖1表示綠色植物葉肉細胞中發生的兩種物質代謝過程，圖中C₃代表含有3個碳原子的有機化合物；圖2是研究葉肉細胞中上述兩種物質代謝過程的實驗裝置，在密閉小室內放有一新鮮葉片和二氧化碳緩沖液，緩沖液能補充CO₂，保持小室內二氧化碳濃度穩定在0.03%，小室內氣體體積的變化可根據毛細管內水柱的移動距離測得．請據圖回答下列問題．

（1）若圖1中C₃為丙酮酸，則過程①發生在細胞質基質中，在①②過程中都產生[H]和ATP．
（2）在光照條件下，磷酸分子在葉綠體中的移動方向是葉綠體基質到類囊體薄膜．
（3）用圖2所示的裝置研究③④過程時，刻度毛細管內水柱移動的距離表示葉肉細胞進行光合作用釋放O₂的量．
（4）若用圖2裝置測定葉片的呼吸速率，則需對裝置做兩處改進：①關閉光源；
②CO₂緩沖液換為適宜濃度的NaOH溶液．
（5）從生長狀況、部位相同的棉花葉片上用打孔器打出大小相同的若干圓形葉片，均分成若干份．抽取葉片細胞內的氣體，然后置于不同濃度的NaHCO₃溶液中，給予相同且適宜的光照等條件（如圖3）．圓葉片進行光合作用釋放氧氣，部分氧氣存在于葉肉細胞內和細胞間隙，導致圓葉片上浮．測量圓葉片上浮至液面所需時間，將記錄結果繪成圖4．

①該實驗的目的是探究CO₂濃度對光合作用速率的影響．
②c點以后曲線上行，原因是濃度過大導致細胞失水影響細胞代謝．

Answer 1

分析 1、圖1是光合作用與呼吸作用之間的關系，①過程是有氧呼吸的第一階段，葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，場所是細胞質基質，②是有氧呼吸的第二階段，丙酮酸和水反應產生二氧化碳和還原氫，發生在線粒體基質中，③過程是二氧化碳的固定，二氧化碳與五碳化合物結合形成三碳化合物，③是三碳化合物還原形成葡萄糖，④③是光合作用的暗反應階段，發生在葉綠體基質中；2、圖是研究光合作用速率的裝置，二氧化碳緩沖液維持密閉玻璃室內二氧化碳的壓力，光合作用產生氧氣使密閉玻璃室氣壓升高，液滴右移；
3、光合作用產物淀粉常用碘液檢測，由于葉綠體中的色素對出現的顏色反應具有遮蓋作用，葉綠體色素易溶于有機溶劑，所以滴碘鑒定之前，綠葉要用酒精脫色處理．
4、如果用圖2裝置測定葉片的呼吸速率，光合作用產生氧氣，會干擾實驗結果，因此要進行遮光處理，同時將二氧化碳緩沖液換成氫氧化鈉溶液，吸收有氧呼吸產生的二氧化碳，液滴移動的距離代表氧氣的吸收量；
5、根據題干分析實驗的自變量，根據實驗的自變量判斷實驗目的，根據光合作用的光反應階段與暗反應階段的物質變化和相互關系進行分析．

解答 解：（1）①是有氧呼吸的第一階段，發生在細胞質基質中，②是有氧呼吸的第二階段發生在線粒體基質中；有氧呼吸的第一、第二階段共同的產物是[H]和ATP．
（2）在光照條件下，光反應階段消耗磷酸，暗反應階段產生磷酸，因此磷酸分子在葉綠體中的移動方向是葉綠體基質到類囊體薄膜．
（3）用圖2所示的裝置研究光合作用速率，光合作用過程產生的氧氣使密閉容器內氣壓升高，刻度毛細管內水柱移動的距離表示葉片光合作用釋放的氧氣量．
（4）有氧呼吸過程吸收氧氣釋放二氧化碳，光合作用釋放氧氣吸收二氧化碳，因此為了消除光合作用的影響，在測定有氧呼吸速率時應該關閉光源，同時將裝置中的
二氧化碳緩沖液換成氫氧化鈉溶液，吸收有氧呼吸產生的二氧化碳．
（5）分析題干可知，該實驗的自變量是不同濃度的NaHCO3溶液中，且光照條件等適宜，因此該實驗的目的是探究二氧化碳濃度對光合作用的影響；分析題圖4可知，在一定的范圍內隨NaHCO3溶液濃度升高，光合作用速率升高，由于b點比a點二氧化碳濃度高，暗反應過程中二氧化碳與五碳化合物結合形成三碳化合物過程消耗的五碳化合物多，光照條件不變，光反應產生的還原氫和ATP不變，三碳化合物還原形成五碳化合物的速率不變，因此五碳化合物含量降低；，超過一定濃度后，隨NaHCO3溶液濃度的升高，光合作用速率減弱，說明NaHCO3溶液濃度過大導致細胞失水影響光合作用進行．
故答案為：
（1）細胞質基質[H]和ATP
（2）葉綠體基質到類囊體薄膜
（3）葉肉細胞進行光合作用釋放O₂的量
（4）①關閉光源    　②CO₂緩沖液換為適宜濃度的NaOH溶液
（5）①探究CO₂濃度對光合作用速率的影響
②濃度過大導致細胞失水影響細胞代謝

點評 本題是知識點是光合作用與呼吸作用之間的關系，細胞呼吸速和光合速率率測定實驗，影響光合作用的因素的探究，對于光合作用與呼吸作用的過程、光合作用與呼吸作用之間的關系、影響光合作用與呼吸作用的因素的掌握和應用，并把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵．