Question

16．圖1表示光合作用過程概要的模式圖，其中①～④表示化學反應，A～H代表物質．圖2表示將某綠藻細胞懸浮液放入密閉的容器中，在保持一定的pH和溫度時，給予不同條件時細胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖，據圖回答問題：

（1）寫出物質F的名稱：ATP．據圖2分析，該綠藻細胞的呼吸速率為2.5μmol/min．
（2）在圖2中乙處光照開始后，溶解氧濃度稍有增加，但第6min后不再增加而穩(wěn)定，原因是光照后容器中CO₂減少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率等于（填“小于”“大于”或“等于”）呼吸作用速率．
（3）在圖2中丙處若添加的是¹⁴CO₂，發(fā)現(xiàn)7s后有多達12種產物含有放射性，而5s內的代謝產物中含有放射性的基本只有一種物質，該物質最可能是E（填圖1中字母）．若在圖2中丁處加入使光反應停止的試劑，則正確表示溶氧變化的曲線是a～g中的e．
（4）若在圖2中丁處給予一定的條件，使溶解氧的變化如圖中的b，預計1h后，綠藻細胞光合作用產生的氧氣量為750μmol．若綠藻在特定條件下的光合速率為圖2中的c，且呼吸速率與圖2所示一致，則在該條件下每天光照至少8h綠藻才能正常生長．

Answer 1

分析 據圖分析：圖1中，①光能的吸收，②水的光解，③ATP個合成，④暗反應，A是水，B是氧氣，C是CO₂，D是NADPH，E是C₃，F(xiàn)是ATP，G是C₅，H是糖類．圖2中，光照之前只進行呼吸作用，只需根據氧氣吸收的總量比時間即可計算出呼吸速率．光照影響光合作用的光反應過程，它能促進ATP的生成和水的光解．在丙處添加CO₂時，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應中的二氧化碳的固定．丁點以后，若曲線不變，則表示光合作用等于呼吸作用強度；若曲線上升，則表示光合作用大于呼吸作用強度；如果曲線下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進行呼吸作用．

解答 解：（1）分析圖1可知，物質A是水，B是氧氣，D是[H]，F(xiàn)是ATP．由圖2可知，0～4 min內綠藻細胞處于黑暗條件下，只進行呼吸作用，呼吸速率=10/4=2.5（μmol/min）．
（2）影響光合作用的環(huán)境因素有光照、CO₂濃度等，因此可以判斷6 min后溶解氧不再增加而穩(wěn)定的原因是CO₂減少，此時氧氣的產生和消耗處于平衡狀態(tài)，即光合速率等于呼吸速率．
（3）¹⁴CO₂進入細胞內首先經過固定過程形成E（C₃），因此最先出現(xiàn)放射性的物質是E．若丁處加入使光反應停止的試劑，則綠藻細胞只進行呼吸作用，根據綠藻的呼吸速率可知，溶氧變化的曲線可用曲線e表示．
（4）圖2中曲線b說明綠藻細胞的凈光合速率為10 μmol/min，則實際光合速率=10+2.5=12.5（μmol/min），因此1 h后．綠藻細胞光合作用產生的氧氣量=12.5×60=750（μmol）．圖2中的曲線c說明綠藻細胞的凈光合速率為5 μmol/min，實際光合速率為7.5 μmol/min，光合作用1 h產生的氧氣量為450 μmol，而呼吸作用一天（24 h）消耗的氧氣量為3 600 μmol，因此每天光照至少要8 h綠藻才能正常生長．
故答案為：
（1）ATP   　2.5     　
（2）CO₂　   等于   　
（3）E　e  　
（4）750  　8

點評 本題考查了影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素，意在考查考生能從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯(lián)系的能力；能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力．