Question

研究發現，綠色植物的葉肉細胞在光照下，能夠吸收氧氣，將葉綠體中的C₅分解，釋放CO₂，這個過程被稱為光呼吸，是一個“耗能浪費”的生理過程．因此，抑制植物的光呼吸可實現農作物的增產．科研人員為探究光呼吸抑制劑亞硫酸氫鈉對玉米和大豆的增產效果，進行了如下實驗：在玉米和大豆的營養生長期，選取若干生長狀況相同的玉米和大豆植株分別平均分成8組，定期分別用一定濃度的亞硫酸氫鈉溶液進行等量噴灑，實驗結果如下表所示．

亞硫酸氫鈉濃度（ppm）	0	50	100	150	200	250	300	350
玉米（斤/畝）	600	650	690	720	750	780	790	800
大豆（斤/畝）	500	530	560	590	600	630	610	600

（1）亞硫酸氫鈉能夠抑制乙醇酸（光呼吸的中間產物）氧化酶的活性，即改變了該酶的

 

，從而抑制了光呼吸的進行．通過分析表中數據，可以看出亞硫酸氫鈉對

 

（填作物名稱）的作用具有兩重性．
（2）在此實驗中自變量是

 

，實驗過程中要保持光照、水分、礦質元素等條件一致的主要原因是

 

．
（3）葉綠體中C₅主要來自于

 

，研究表明，當葉綠體內CO₂濃度降低、O₂濃度升高時，光呼吸增強，葉綠體中高濃度的O₂主要來自于

 

（填具體部位）．已知噴灑的亞硫酸氫鈉溶液的濃度遠大于葉肉細胞中亞硫酸氫鈉的濃度，這時亞硫酸氫鈉進入葉肉細胞是否消耗ATP？

 

（填“是”或“否”）．
（4）如果要精確測定大豆的最適亞硫酸氫鈉濃度，實驗該如何進行？（請簡單說明）

 

．

Answer 1

考點：光反應、暗反應過程的能量變化和物質變化,蛋白質變性的主要因素

專題：

分析：分析表格：實驗的自變量為亞硫酸氫鈉濃度和不同的農作物，因變量為玉米、大豆的產量．
從表中數據看出，隨著亞硫酸氫鈉濃度的上升，玉米的產量呈上升趨勢；而大豆的產量先增加后略有降低，并且在濃度為250ppm左右時產量最高．

解答： 解：（1）酶的化學本質大多數是蛋白質，亞硫酸氫鈉能夠抑制乙醇酸（光呼吸的中間產物）氧化酶的活性，即改變了該酶的空間結構，從而抑制了光呼吸的進行．通過分析表中數據，可以看出隨著亞硫酸氫鈉濃度的上升，大豆的產量先增加后略有降低，并且在濃度為250ppm左右時產量最高，由此說明亞硫酸氫鈉對大豆的作用具有兩重性．
（2）在此實驗中自變量是亞硝酸氫鈉濃度和不同農作物，實驗過程中要保持光照、水分、礦質元素等條件一致的主要原因是排除無關變量的干擾．
（3）葉綠體中C₅主要來自于三碳化合物的還原，研究表明，當葉綠體內CO₂濃度降低、O₂濃度升高時，光呼吸增強，葉綠體中高濃度的O₂主要來自于類囊體結構的薄膜上（光反應過程中水光解產生氧氣和[H]）．物質由高濃度向低濃度一側運輸時屬于被動運輸，該過程中不需要消耗能量．
（4）表中看出，亞硫酸氫鈉濃度在250ppm時大豆產量最高，如果要精確測定大豆的最適亞硫酸氫鈉濃度，應在200～300ppm之間進行多組亞硝酸氫鈉溶液濃度梯度平行實驗．
故答案為：
（1）空間結構   大豆
（2）亞硝酸氫鈉濃度和不同農作物    排除無關變量的干擾
（3）三碳化合物的還原    類囊體結構的薄膜上    否
（4）在200～300ppm之間進行多組亞硝酸氫鈉溶液濃度梯度平行實驗

點評：本題考查了光合作用的相關知識，意在考查考生分析實驗能力和實驗設計能力，考生要能夠從實驗表格中獲取解題的信息，明確實驗的自變量、因變量，并且無關變量要保持相同且適宜；識記光合作用的場所和發生的物質變化；能夠在原有實驗的基礎上繼續設計相關實驗進行探究．