Question

【題目】科研工作者對卡爾文循環(huán)與光呼吸的聯(lián)系以及光合作用產(chǎn)物的運輸途徑進行了研究。圖甲表示某植物在氣孔關(guān)閉、O2/CO2比值升高時的生理變化圖。圖乙為探究光合作用產(chǎn)物運輸途徑實驗裝置示意圖。將該裝置（密封、透明小室。其中 a表示葉片，b 表示莖、c 表示果實、X 表示某種氣體）放在光合作用最適的溫度和光照強度下培養(yǎng)，測得 a、b 和 c 三處放射物含量變化 如圖丙。據(jù)圖回答下列問題。

（1）圖甲中，光呼吸的發(fā)生可以消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過剩的________。O2/CO2比值較高時，C3化合物的來源途徑有___________(填生理過程名稱)。

（2）圖乙中，氣體X中放射性標(biāo)記的元素在卡爾文循環(huán)中轉(zhuǎn)移途徑是_____________。

（3）圖丙中，t1時刻a合成ATP和[H]的場所有_________，若適當(dāng)提高溫度，圖丙中的S1和S2的值將________________。

（4）欲探究氣體 X 濃度對葉片光合產(chǎn)物運輸速率的影響，請完善實驗方案 。________

Answer 1

【答案】O2和 ATP（[H]） CO2的固定和光呼吸 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體 都變小 至少再設(shè)置兩組氣體 X 濃度不同的裝置乙，且其他條件同該裝置乙

【解析】

據(jù)圖分析：圖甲表示光呼吸和暗反應(yīng)過程，圖示表明在高氧環(huán)境中，某植物可以通過光呼吸消耗氧氣，產(chǎn)生更多的二氧化碳進行暗反應(yīng)。圖乙為探究光合作用產(chǎn)物運輸途徑實驗裝置示意圖，其中 a表示葉片，b 表示莖、c 表示果實、X 表示某種氣體，由于光合作用需要二氧化碳作為原料，則X表示二氧化碳；測得 a、b 和 c 三處放射物含量變化如圖丙，則其放射性先出現(xiàn)在a表示的葉片，再出現(xiàn)在b表示的莖、最后出現(xiàn)在c表示的果實。

（1）據(jù)圖甲分析可知，光呼吸可以消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過多的O2、[H]和ATP，所以光呼吸是在高氧和高光強條件下發(fā)生的，光呼吸可以防止葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)遭到破壞。O2/CO2比值較高時，據(jù)圖分析可知，C3化合物的來源途徑有二氧化碳的固定和光呼吸。

（2）圖乙中，氣體X中放射性標(biāo)記的元素在卡爾文循環(huán)中轉(zhuǎn)移途徑是二氧化碳先與一分子C5反應(yīng)，固定成C3，然后C3在[H]、ATP的作用下，生成有機物（CH2O）、部分生成C5繼續(xù)進行二氧化碳固定。如圖所示：。

（3）圖丙中，a表示葉片，t1時刻a的放射物含量為0，但葉片既能進行光合作用也能進行呼吸作用，故合成ATP和[H]的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；若適當(dāng)提高溫度，由于溫度影響酶的活性，已經(jīng)在光合作用最適的溫度和光照強度下培養(yǎng)，故提高溫度后酶的活性降低，故圖丙中的S1和S2的值將都變小。

（4）欲探究氣體 X 濃度對葉片光合產(chǎn)物運輸速率的影響，則需要至少再設(shè)置兩組氣體X（二氧化碳）濃度不同的裝置乙，且其他條件同該裝置乙即可。