Question

4．如圖是有關(guān)棉花成熟綠葉組織的相關(guān)圖解，其中圖1是葉肉細(xì)胞的光合作用過程圖解；圖2表示某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，光合作用強(qiáng)度增長率隨CO₂濃度變化的情況．請回答下列問題．
（1）由圖1可知，甲、乙分別代表的物質(zhì)是CO₂、[H]和ATP，要想使葉綠體內(nèi)C3的含量快速下降，可以改變的環(huán)境條件是不提供CO₂或增強(qiáng)光照，光反應(yīng)中O₂的生成發(fā)生在類囊體膜內(nèi)，產(chǎn)生的O₂擴(kuò)散到鄰近的線粒體中被利用至少要經(jīng)過5層生物膜．
（2）圖2中在D點(diǎn)光合作用速率達(dá)到最大，此時限制光合作用速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，C點(diǎn)和D點(diǎn)相比，葉綠體中[H]的含量較高 （較低、相等、較高）．
（3）從生長狀況相同的棉花葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片細(xì)胞內(nèi)的氣體，平均分成若干份，然后，置于不同濃度的NaHCO₃溶液中，給予相同的一定強(qiáng)度光照，測量圓葉片上浮至液面所需時間，其記錄結(jié)果繪成曲線如圖3．請據(jù)此回答．
①該實(shí)驗(yàn)的目的是：探究CO₂濃度對光合作用速率的影響．
②從圖解分析bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度而c點(diǎn)以后曲線上行，其原因應(yīng)該是NaHCO₃濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉，光合速率下降．

Answer 1

分析 圖1是光合作用過程圖解，圖中甲表示CO₂，乙表示光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，丙表示ADP和Pi．
圖2中，光合作用增長速率類似于加速度，因此只要增長速率大于零，光合作用強(qiáng)度就不斷增加．圖中可以看出，BC段增長速率最大，到D點(diǎn)是增長速率降為0，此時光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大．
影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強(qiáng)度、溫度、CO₂濃度等，一般光合作用達(dá)到飽和點(diǎn)時，自變量將不再成為限制因素．

解答 解：（1）根據(jù)圖1光合作用過程可知，甲表示CO₂，乙表示水光解生成的[H]和ATP；要想使C₃化合物含量快速下降，可以使其合成減少（即不提供CO₂）或去路增多（即增強(qiáng)光照）；光反應(yīng)中產(chǎn)生的O₂擴(kuò)散到鄰近的線粒體中被利用首先得從類囊體膜內(nèi)出來（1層膜），再從葉綠體中出來穿過葉綠體的兩層膜，然后再進(jìn)入線粒體穿過線粒體的兩層膜，共5層膜．
（2）圖2表示光合作用增長率，只要光合作用增長率為正值，植物光合作用速率都在不斷增加，所以在增長率達(dá)到0時（即D點(diǎn)）光合作用速率達(dá)到最大，此時CO₂濃度仍在繼續(xù)上升，故限制光合作用速率的主要環(huán)境因素不是CO₂應(yīng)是光照強(qiáng)度；C點(diǎn)與D點(diǎn)相比，D點(diǎn)時CO₂濃度較高，故還原時需消耗[H]和ATP較多，所以C點(diǎn)葉綠體中[H]的含量較高．
（3）①從題意可知，實(shí)驗(yàn)的單一變量是不同濃度的NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以分解為光合作用提供CO₂，所以該實(shí)驗(yàn)的目的是探究CO₂濃度對光合作用速率的影響；
②bc段NaHCO₃溶液濃度繼續(xù)上升，所以此時曲線平緩的限制因素可能為光照強(qiáng)度．曲線上升表明光合作用減弱（產(chǎn)生的氧氣減少），而C點(diǎn)之后NaHCO₃增加，導(dǎo)致葉片細(xì)胞外的濃度過高，葉片細(xì)胞失水從而影響了它的細(xì)胞代謝，故而導(dǎo)致光合作用降低．
故答案為：
（1）CO₂[H]和ATP      不提供CO₂或增強(qiáng)光照  5
（2）D       光照強(qiáng)度         較高
（3）①探究CO₂濃度對光合作用速率的影響  ②光照強(qiáng)度   NaHCO₃濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉，光合速率下降

點(diǎn)評 本題難度適中，屬于考綱中理解、應(yīng)用層次的考查，考查光合作用過程中的物質(zhì)變化、影響光合作用的環(huán)境因素及探究實(shí)驗(yàn)等方面的知識點(diǎn)．解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析過程圖和曲線圖，利用控制變量的方法分析實(shí)驗(yàn)裝置，能通過比較、分析與綜合等方法對實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論能力．