Question

在一定濃度的CO₂和適當(dāng)?shù)臏囟龋?5℃）條件下，測(cè)定小麥在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如下表，據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問(wèn)題：

	光合速率與呼吸速率相等時(shí)光照強(qiáng)度（千勒克司）	光飽和時(shí)光照強(qiáng)度 （千勒克司）	光飽和時(shí)CO2吸收量（mg/100cm2葉?小時(shí)）	黑暗條件下CO2釋放量（mg/100cm2葉?小時(shí)）
小麥	3	9	32	8

（1）光照條件下小麥葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有

 

．
（2）當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)9千勒克司時(shí)，小麥光合速率不再增加．結(jié)合光合作用過(guò)程，說(shuō)明造成這種現(xiàn)象的原因是

 

．
（3）當(dāng)光照強(qiáng)度為9千勒克司時(shí)，小麥合成葡萄糖的量為

 

（mg/100cm²葉?小時(shí)）．（精確到0.1）
（4）為了探究高溫（30℃）、強(qiáng)光照（15千勒克司）對(duì)小麥葉片與玉米葉片光合作用影響程度的差異，研究小組設(shè)計(jì)了下表所示的實(shí)驗(yàn)方案．

組別	材料	實(shí)驗(yàn)條件	CO2吸收量（mg/100cm2葉?小時(shí)）
1	小麥 葉片	25℃、9千勒克司	a
2		30℃、15千勒克司	b
3	玉米 葉片	25℃、9千勒克司	c
4		30℃、15千勒克司	d

①若實(shí)驗(yàn)測(cè)得c≈d，則說(shuō)明

 

；實(shí)際測(cè)得d＞b，由此判斷在相同條件下，生長(zhǎng)狀況較好的植株是

 

；推測(cè)可能的原因是：在高溫、強(qiáng)光照條件下

 

；
②有人認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方案可去掉1、3組，由2、4組直接比較就能得出結(jié)論．你認(rèn)為該做法是否可行？請(qǐng)說(shuō)出理由．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化

專(zhuān)題：

分析：解答本題需掌握：
1、光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段：
（1）光反應(yīng)階段在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行，此過(guò)程必須有光、色素、化合作用的酶．具體反應(yīng)步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫．②A(yíng)TP生成，ADP與Pi接受光能變成ATP．此過(guò)程將光能變?yōu)锳TP活躍的化學(xué)能．
（2）暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，有光或無(wú)光均可進(jìn)行，反應(yīng)步驟：①二氧化碳的固定，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合生成兩個(gè)三碳化合物．②二氧化碳的還原，三碳化合物接受還原氫、酶、ATP生成有機(jī)物．此過(guò)程中ATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成化合物中穩(wěn)定的化學(xué)能．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP，[H]和ATP能夠?qū)⑷�碳化合物還原形成有機(jī)物．
2、有氧呼吸是指植物細(xì)胞在氧氣的參與下，通過(guò)酶的催化作用，把糖類(lèi)等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量的能量的過(guò)程．具體過(guò)程分三個(gè)階段進(jìn)行：①C₆H₁₂O₆→2丙酮酸+2ATP+4[H]（在細(xì)胞質(zhì)中）②2丙酮酸+6H₂O→6CO₂+20[H]+2ATP（線(xiàn)粒體中）③24[H]+6O₂→12H₂O+34ATP（線(xiàn)粒體中）
3、影響光合作用主要的環(huán)境因素有光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度．

解答： 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是“在一定濃度的CO₂和適當(dāng)?shù)臏囟龋?5℃）條件下，測(cè)定小麥在不同光照條件下的光合速率”，則自變量是光照強(qiáng)度；光照條件下，小麥葉肉細(xì)胞既能進(jìn)行光合作用，也可通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生ATP，故場(chǎng)所是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體．
（2）光照強(qiáng)度超過(guò)9千勒克司時(shí)，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP量多，但CO₂量、酶的活性等因素制約暗反應(yīng)，暗反應(yīng)跟不上光反應(yīng)，則光合作用速率不再增大．
（3）由于黑暗條件下CO₂的釋放量是8 mg/100 cm²葉?小時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度是3千勒克司，光合速率與呼吸速率相等，所以小麥固定的CO₂的量是8mg/100 cm²葉?小時(shí)，當(dāng)光照強(qiáng)度為9千勒克司時(shí)，CO₂的吸收量是32 mg/100 cm²葉?小時(shí)，那么實(shí)際上光合作用吸收的CO₂的量是32+8=40（mg/100 cm²葉?小時(shí)），由于光合作用反應(yīng)式中6molCO₂對(duì)應(yīng)1mol葡萄糖，故根據(jù)反應(yīng)式合成的葡萄糖的量是：（180×40）÷（44×6）=27.3（mg）．
（4）①結(jié)論是高溫、強(qiáng)光照對(duì)玉米的光合作用影響不大，故應(yīng)該比較表格中的c與d的量，即c=d．
若d＞b，則在高溫和強(qiáng)光照下生長(zhǎng)狀況較好的植株是玉米．
②不可行，因?yàn)?、3組是對(duì)照組，沒(méi)有對(duì)照無(wú)法得出外界條件對(duì)兩種植物光合作用速率的影響．
故答案為：
（1）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體
（2）暗反應(yīng)慢于光反應(yīng)
（3）27.3
（4）①高溫、強(qiáng)光照對(duì)玉米光合作用影響不大  玉米 玉 米的光合速率比小麥高得多
②不可行    僅通過(guò)2，4組相互對(duì)照只能得出兩種植物在高溫、強(qiáng)光照下光合速率的差異，缺乏自身對(duì)照，不能得出該條件分別對(duì)兩種植物光合速率影響程度的大小

點(diǎn)評(píng)：本題考查是光合作用、細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，考察考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力和用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容的能力．