Question

17．在“探究環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響”活動(dòng)中，同學(xué)們得到了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．圖2表示光合作用碳反應(yīng)的過程．請(qǐng)分析回答：

（1）圖1中，限制A點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度．與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)條件下3-磷酸甘油酸的生成速率增大（填“增大”、“減小”或“基本不變”）；與B點(diǎn)相比，C點(diǎn)條件下物質(zhì)③的生成速率基本不變（填“增大”、“減小”或“基本不變”）．
（2）圖2過程在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行，物質(zhì)①為NADPH，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物除物質(zhì)①外，還有O₂和ATP，并吸收光能轉(zhuǎn)變成ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能．
（3）物質(zhì)③可運(yùn)至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用．每還原生成6分子物質(zhì)③有5分子在卡爾文循環(huán)中經(jīng)過一系列變化再生為RuBP．
若實(shí)驗(yàn)中用¹⁴C標(biāo)記的CO₂作原料，則¹⁴C在碳反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移途徑是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．（用“→”、圖2中的文字和序號(hào)回答）．
（4）某興趣小組用圖3所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)金魚藻光合作用的最適溫度在t_1～t₂之間．欲進(jìn)一步探究金魚藻光合作用的最適溫度，再進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)．
請(qǐng)回答：
①本實(shí)驗(yàn)可通過觀察一定時(shí)間內(nèi)收集的氧氣量（氧氣釋放量）來判斷光合速率的大小．
②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，金魚藻光合作用的最適溫度為t₀．請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系圖4中用曲線表示進(jìn)一步探究金魚藻光合作用的最適溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
③若興趣小組的同學(xué)還想用此裝置欲探究光強(qiáng)度與金魚藻光合作用強(qiáng)度的關(guān)系．現(xiàn)提供100W聚光燈與精密PH試紙，則控制自變量的方法是調(diào)節(jié)聚光燈與裝置之間的距離；該實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)除了①所述內(nèi)容外還可以是精密pH試紙的顏色變化．

Answer 1

分析 解答本題需掌握：光合作用和呼吸作用的過程．
6CO₂+12H₂O$\stackrel{酶}{→}$C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O；
光反應(yīng)：H₂O→2[H]+$\frac{1}{2}$O₂（水的光解）；ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP （遞能）
暗反應(yīng)：CO₂+C₅化合物$\stackrel{酶}{→}$2C₃化合物（二氧化碳的固定）；NADP++2e^-+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH（遞氫）；2C₃化合物+4NADPH+ATP$\stackrel{酶}{→}$（CH₂O）+C₅化合物+H₂O（有機(jī)物的生成或稱為C3的還原）ATP$\stackrel{酶}{→}$ADP+PI（耗能）
酒精發(fā)酵：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量；
有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量

解答 解：（1）圖中開始階段三條線是重合的，限制重合部分的光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度．與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)的光強(qiáng)度增強(qiáng)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增多，并且B點(diǎn)具有較高的CO₂濃度，因此3-磷酸甘油酸的生成速率增大；與B點(diǎn)相比，C點(diǎn)的CO₂濃度相同，并且光照增強(qiáng)，光合作用速率不再變化，因此C點(diǎn)條件下葡萄糖的生成速率基本不變．
（2）圖2表示光合作用的暗反應(yīng)過程，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中．光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH會(huì)用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，然后分解為ADP和NADP⁺；光反應(yīng)階段色素吸收光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能．
（3）物質(zhì)③可運(yùn)至葉綠體外，并且轉(zhuǎn)變成蔗糖．若3個(gè)CO₂分子進(jìn)入卡爾文循環(huán)可形成6個(gè)三碳化合物分子，其中有 5 個(gè)三碳化合物分子經(jīng)過一系列變化再生成RuBP，其余的離開循環(huán)，可在葉綠體外合成蔗糖，供植物體所有細(xì)胞利用．則¹⁴C在碳反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移途徑是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．
（4））①光合作用的光反應(yīng)階段發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣，可以通過收集的氧氣的量來判斷光合速率的大小．
②在最適溫度條件下，光合速率最大，低于或高于最適溫度，光合速率會(huì)下降：

③若興趣小組的同學(xué)還想用此裝置欲探究光強(qiáng)度與金魚藻光合作用強(qiáng)度的關(guān)系．現(xiàn)提供100W聚光燈與精密PH試紙，則控制自變量的方法是調(diào)節(jié)聚光燈與裝置之間的距離；該實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)除了①所述內(nèi)容外還可以是精密pH試紙的顏色變化．
故答案為：
（1）光強(qiáng)度    增大    基本不變
（2）基質(zhì)   NADPH；O₂和ATP      ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能
（3）蔗糖      5    ¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③
（4）①收集的氧氣量（氧氣釋放量）
②
③調(diào)節(jié)聚光燈與裝置之間的距離    精密pH試紙的顏色變化

點(diǎn)評(píng) 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力，能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．