Question

某生物研究小組在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行水稻栽培實(shí)驗(yàn)，連續(xù)48h測定溫室內(nèi)CO₂濃度及水稻CO₂吸收速率，得到如圖所示曲線（整個(gè)過程呼吸作用強(qiáng)度恒定），請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：

（1）光反應(yīng)過程需要葉綠體色素吸收傳遞轉(zhuǎn)化光能．在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，在研磨提取色素時(shí)加入

 

、

 

 

．暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供的物質(zhì)是

 

．當(dāng)光照強(qiáng)度突然降低，短時(shí)間內(nèi)C₃和C₅化合物含量分別

 

、

 

（填“增加”“減少”或“不變”）．
（2）實(shí)驗(yàn)期間，總光合速率最大出現(xiàn)在

 

h．圖中

 

h，有機(jī)物積累量最大．
（3）實(shí)驗(yàn)前3小時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有

 

，6h時(shí)CO₂的移動(dòng)方向是

 

．
（4）圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)有

 

個(gè)，葉綠體無O₂生成的時(shí)間總共有

 

小時(shí)．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素,葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)

專題：

分析：圖中的CO₂吸收速率為可表示該植物的凈光合速率，室內(nèi)CO₂濃度變化可表示該植物有機(jī)物的積累量．從曲線可知實(shí)驗(yàn)的前3小時(shí)內(nèi)植物只進(jìn)行呼吸作用，6h時(shí)葉肉細(xì)胞呼吸速率與光合速率相等，此時(shí)細(xì)胞既不從外界吸收也不向外界釋放CO₂，其呼吸產(chǎn)生的CO₂正好供應(yīng)給光合作用，所以呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)有4個(gè)，即6、18、30、42h．圖中的CO₂吸收速率為凈光合速率，當(dāng)CO₂吸收速率大于0時(shí)就有有機(jī)物的積累，因此圖中6～18h、30～42h均有有機(jī)物的積累．

解答： 解：（1）光反應(yīng)過程需要葉綠體色素吸收傳遞轉(zhuǎn)化光能．在葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中，在研磨提取色素時(shí)加入二氧化硅（石英砂）、無水乙醇、碳酸鈣．暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供的物質(zhì)是[H]和ATP．當(dāng)光照強(qiáng)度突然降低，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，被還原的C₃減少，生成的C₅減少，而CO₂被C₅固定形成C₃的過程不變，故C₃的含量將增加，C₅的含量將減少．
（2）分析題圖可知，在36h時(shí)，二氧化碳吸收速率最大，葉綠體利用CO₂速率最大．圖中42h后凈光合速率小于0，不再積累有機(jī)物，故42h有機(jī)物積累量最大．  
（3）分析題圖可知，實(shí)驗(yàn)前3小時(shí)CO₂吸收速率不變?yōu)樨?fù)值，溫室內(nèi)CO₂濃度增加，此時(shí)只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用，葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，6h時(shí)光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，線粒體釋放的二氧化碳正好被葉綠體吸收利用，此時(shí)二氧化碳的移動(dòng)方向是由線粒體移向葉綠體．
（4）分析題圖可知，光合作用與呼吸作用相等的點(diǎn)是曲線的拐點(diǎn)，圖中共有4個(gè)，即6、18、30、42h．葉綠體無O₂生成，即不進(jìn)行光合作用，圖中0～3h、21～27h、45～48h都只進(jìn)行呼吸作用，故葉綠體無O₂生成的時(shí)間總共有12小時(shí)．
故答案為：
（1）二氧化硅（石英砂）     無水乙醇      碳酸鈣[H]和ATP     增加    減少
（2）36          42  
（3）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體       由線粒體移向葉綠體
（4）4          12

點(diǎn)評(píng)：本題考查光合作用的基本過程、影響光合作用速率的環(huán)境因素等，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力．