Question

【題目】下圖1表示光合作用過(guò)程概要的模式圖。其中，①～④表示化學(xué)反應(yīng)，A～F代表物質(zhì)。圖2表示將某綠藻細(xì)胞懸浮液放入密閉的容器中， 在保持一定的pH值和溫度時(shí)，給予不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化的模式圖。

據(jù)圖回答問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出物質(zhì)E的名稱(chēng)___________，利用3H2O標(biāo)記的水分子培養(yǎng)綠藻，則在綠藻內(nèi)發(fā)現(xiàn)除了水之外含有放射性的物質(zhì)有___________(填圖Ⅰ中字母)。據(jù)圖2分析，該綠藻細(xì)胞的呼吸速率為 ______umol/min

(2)在圖2中乙處光照開(kāi)始后，溶解氧濃度稍有增加，6min后不再增加而穩(wěn)定，原因是光照后容器中_________減少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率_______(填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率 。

(3)若在圖2中丁處加入使光反應(yīng)停止的試劑，則正確表示溶解氧變化的曲線(xiàn)是a～g中的_______________。

(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(yù)計(jì)1小時(shí)后，實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量為_______________umol。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________ h綠藻才能正常生長(zhǎng)。

(5)取20克綠藻細(xì)胞均分為A、B兩組,將A組綠藻的葉綠體分離開(kāi)來(lái)，在離體條件下培養(yǎng)測(cè)定其光合作用吸收CO2的速率為88mg/h，B組綠藻在黑暗條件下測(cè)定其吸收O2的速率32mg/h。理論上，10克綠藻細(xì)胞光合作用能產(chǎn)生有機(jī)物_______mg/h（以葡萄糖表示）；放出氧氣_________mg/h。

Answer 1

【答案】 ATP DF 2.5 CO2 等于 e 750 8 60 32

【解析】試題分析：圖1中：①光能的吸收，②水的光解，③光合磷酸化過(guò)程，④暗反應(yīng)，A是水，B是氧氣，C是CO2，D是[H]，E是ATP，F(xiàn)是糖類(lèi)。圖2中：在一定的pH值和溫度時(shí)，不同條件時(shí)細(xì)胞懸浮液中溶解氧濃度變化。光照之前只進(jìn)行呼吸作用，在丙處添加CO2時(shí)，要考慮到二氧化碳影響的是光合作用的暗反應(yīng)中的二氧化碳的固定。丁點(diǎn)以后，若曲線(xiàn)不變，則表示光合作用等于呼吸作用強(qiáng)度；若曲線(xiàn)上升，則表示光合作用大于呼吸作用強(qiáng)度；如果曲線(xiàn)下降，則表示光合作用小于呼吸作用或只進(jìn)行呼吸作用。

（1）由圖可知①應(yīng)是色素吸收光能，②是水的光解，③是ADP形成ATP的過(guò)程，④是光合作用的暗反應(yīng)，物質(zhì)D是水的光解形成的，并且要參與暗反應(yīng)，所以是[H]。所以在綠藻內(nèi)發(fā)現(xiàn)除了水之外含有放射性的物質(zhì)有DF。由圖2可知在黑暗處4分鐘內(nèi)消耗的氧氣量為210-200umol，則每分鐘是10÷4=2.5umol/min。
（2）因?yàn)槭窃诿荛]的容器內(nèi)，限制光合作用速率的不只是光照強(qiáng)度還有二氧化碳，在光照開(kāi)始時(shí)，光合作用速率大于呼吸作用速率，氧氣釋放，氧濃度稍有增加，但一段時(shí)間后，容器中CO2減少，光合作用速率下降，最后光合作用速率與呼吸作用速率相等，氧氣不再釋放，氧濃度不再增加。
（3）如果在丁處加入光反應(yīng)停止劑，那么氧氣的產(chǎn)生量會(huì)下降，根據(jù)第（2）問(wèn)計(jì)算的呼吸速率應(yīng)是曲線(xiàn)e（也可以根據(jù)曲線(xiàn)的斜率看，e的斜率和0～4分鐘的斜率一樣）。
（4）實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量應(yīng)是凈氧氣量和呼吸作用消耗的氧氣量，由圖可知每分鐘的凈氧氣產(chǎn)生量是（290-260）÷（12-9）=10，由第（2）問(wèn)可知呼吸作用消耗的氧氣量是每分鐘2.5，故產(chǎn)生的氧氣量是每分鐘12.5，在1h內(nèi)共產(chǎn)生12.5×60=750。圖2中的曲線(xiàn)c說(shuō)明綠藻細(xì)胞的凈光合速率為（280-260）÷（13-9）=5μmol/min，實(shí)際光合速率為7.5μmol/min，光合作用1h產(chǎn)生的氧氣量為450μmol，而呼吸作用一天（24h）消耗的氧氣量為3600μmol，因此每天光照至少要8h綠藻才能正常生長(zhǎng)。
（5）將A組綠藻的葉綠體分離開(kāi)來(lái)，在離體條件下培養(yǎng)測(cè)定其光合作用吸收CO2的速率為88mg/h，為實(shí)際光合作用速率。根據(jù)光合作用反應(yīng)式可知：吸收CO2的速率為88mg/h，則合成的葡萄糖的速率為（180×88）÷264=60mg/h，產(chǎn)生氧氣的速率為（192×88）÷264=64mg/h。又B組綠藻在黑暗條件下測(cè)定其吸收O2的速率32mg/h，所以10克綠藻細(xì)胞光合作用能產(chǎn)生有機(jī)物60mg/h，放出氧氣64-32=32mg/h。