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(guò)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(zhǎng)率隨CO₂濃度變化的情況．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）由圖1可知，甲、乙分別代表的物質(zhì)是二氧化碳、[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(lèi)囊體膜內(nèi)，產(chǎn)生的O₂擴(kuò)散到鄰近的線(xiàn)粒體中被利用至少要經(jīng)過(guò)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(shí)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(zhǎng)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(cè)量圓葉片上浮至液面所需時(shí)間，其記錄結(jié)果繪成曲線(xiàn)如圖3．請(qǐng)據(jù)此回答．
①該實(shí)驗(yàn)的目的是：探究CO₂濃度對(duì)光合作用速率的影響
②從圖解分析，b點(diǎn)比a點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的C₅含量低，bc段曲線(xiàn)平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度而c點(diǎn)以后曲線(xiàn)上行，其原因應(yīng)該是NaHCO₃濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝．

Answer 1

分析 圖1是光合作用過(guò)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(zhǎng)速率類(lèi)似于加速度，因此只要增長(zhǎng)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(zhǎng)速率最大，到D點(diǎn)是增長(zhǎng)速率降為0，此時(shí)光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大．
圖3中，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．

解答 解：（1）根據(jù)圖1光合作用過(guò)程可知，甲表示CO₂，乙表示水光解生成的[H]和ATP；使葉綠體內(nèi)C₃的含量快速下降，可以減少其還原或生成，所以可以采取的措施是不提供CO₂或增強(qiáng)光照；光反應(yīng)中O₂的生成發(fā)生在類(lèi)囊體膜內(nèi)，類(lèi)囊體膜是一層，葉綠體膜兩層，線(xiàn)粒體膜兩層，所以一共是5層．
（2）圖2表示光合作用增長(zhǎng)率，只要光合作用增長(zhǎng)率為正值，植物光合作用速率都在不斷增加，所以在增長(zhǎng)率達(dá)到0時(shí)（即D點(diǎn)）光合作用速率達(dá)到最大，此時(shí)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(shí)CO₂濃度較高，故還原時(shí)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實(shí)驗(yàn)裝置置于不同NaHCO₃溶液中，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緾O₂濃度對(duì)光合作用速率的影響．
②分析圖3b點(diǎn)比a點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的C₅含量低，bc段曲線(xiàn)平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度，c點(diǎn)以后曲線(xiàn)上行，其原因應(yīng)該是NaHCO₃濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝．
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(duì)光合作用速率的影響
②低   光照強(qiáng)度    NaHCO₃濃度太大，導(dǎo)致細(xì)胞失水，從而影響細(xì)胞代謝

點(diǎn)評(píng) 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(guò)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(shí)點(diǎn)．解答本題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確分析過(guò)程圖和曲線(xiàn)圖，利用控制變量的方法分析實(shí)驗(yàn)裝置，能通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)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．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(shí)，自變量將不再成為限制因素．