Question

（三）回答有關植物光合作用的問題．
以下流程圖顯示卡爾文循環的其中一些階段，據圖回答問題．
（1）在圖中，用字母“C”和一個箭頭標示出二氧化碳在哪里進入循環；
用字母“P”和一個箭頭標示出光合作用產物在哪里離開循環；
用字母“R”標示出哪個階段需要還原劑，以轉化化合物．
（2）如果光突然消失，圖中卡爾文循環的哪種化合物的含量會首先減少？請作解釋：

 

．
假定在適宜的溫度和充足的CO₂濃度條件下，將某植物的葉片在不同光照強度下處理，測定其光合作用速率，結果如表．表中正值表示CO₂的吸收量，負值表示CO₂的釋放量．

光照強度 （千勒克司）	CO2變化量 （CO2 mg/100cm2葉?小時）
0	-4
1.0	-2
2.0	0
3.0	2
4.0	4
5.0	6
6.0	8
7.0	10
8.0	12
9.0	12

（3）葉片的呼吸速率是

 

（CO₂ mg/100cm²葉?小時）．
（4）將該植物葉片置于8千勒克司光照下10小時，黑暗中14小時，則每100cm²葉片產生的葡萄糖中有

 

毫克轉化為淀粉．（計算結果保留一位小數．相對原子質量C-12，H-1，O-16）
（5）葉片在1天內（12小時白天，12小時黑暗），要使有機物積累量為正值，白天平均光照強度必須大于

 

千勒克司．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,影響光合作用速率的環境因素

專題：

分析：卡爾文循環是光合作用中碳反應的一部分．反應場所為葉綠體內的基質．循環可分為三個階段：羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生．大部分植物會將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上．此過程稱為二氧化碳的固定．這一步反應的意義是，把原本并不活潑的二氧化碳分子活化，使之隨后能被還原．但這種六碳化合物極不穩定，會立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸．后者在光反應中生成的NADPH+H還原，此過程需要消耗ATP，產物是3-磷酸丙糖．3-磷酸甘油酸，后來經過一系列復雜的生化反應，一個碳原子將會被用于合成葡萄糖而離開循環．剩下的五個碳原子經一系列變化，最后再生成一個1，5-二磷酸核酮糖，循環重新開始．循環運行六次，生成一分子的葡萄糖．

解答： 解：（1）一分子二氧化碳通過一種叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上進入循環．3-磷酸甘油酸在光反應中生成的NADPH+H還原，此過程需要消耗ATP，產物是3-磷酸丙糖，后來經過一系列復雜的生化反應，一個碳原子將會被用于合成葡萄糖而離開循環．
（2）制造三碳化合物B，必須要由光反應提供的能量和還原劑．
（3）光照強度為零時，二氧化碳的釋放速率就為呼吸速率，所以葉片的呼吸速率是4（CO₂ mg/100cm²葉?小時）．
（4）表格中，植物8千勒克司光照下C0₂的吸收量為12（CO₂mg/100cm²小時），所以10小時植物的凈光合作用產生的葡萄糖為12÷（6×44）×180×10=81.82mg；該植物14小時呼吸作用消耗的葡萄糖是4÷（6×44）×180×14=38.182mg，81.82mg-38.182mg=43.6mg．所以將該植物葉片置于8千勒克司光照下10小時，黑暗中14小時，則每100cm²葉片產生的葡萄糖中有43.6毫克轉化為淀粉．．
（5）葉片在1天內（12小時白天，12小時黑暗），要使有機物積累量為正值，則有凈光合速率×12-呼吸速率×12＞0，凈光合速率×12-4×12＞0，有凈光合速率＞4．凈光合速率=4時光照強度為4.0千勒克司，要使有機物積累量為正值，白天平均光照強度必須大于4千勒克司．
故答案為：
（1）見圖

（2）三碳化合物B會首先減少．因為制造三碳化合物B，必須要由光反應提供的能量和還原劑．
（3）4
（4）43.6
（5）4

點評：本題主要考查影響光合作用速率的環境因素、卡爾文循環的過程和意義等知識點，意在考查學生對所學知識的理解程度，培養學生解題的一般思路和圖表分析、獲取信息、解決問題的能力．