Question

（12分）研究人員利用密閉玻璃容器探究環(huán)境因素對光合作用的影響，下面兩個圖是在溫度適宜、CO2濃度為0.03%的條件下測得的相關曲線。回答下列問題：

（1）葉綠體中吸收光能的色素中含量最多的是 ，這些色素吸收光能的兩個用途是 。

（2）圖甲中a點時葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所是 ，若在CO2濃度為1%條件下進行實驗，則圖甲中曲線與橫坐標的交點（b）位置移動情況是 。

（3）得到圖乙曲線的實驗中，給植株光照時間共有 h，其中有光照且光照強度一定保持不變的時間段有 （用字母回答），限制EF段的主要環(huán)境因素為 。當圖中S1、S2和S3的面積關系為 時，說明實驗結束后植株的干重增加了。

（4）在圖甲實驗的環(huán)境條件下，若每天光照8小時，則平均光照強度至少要大于 klx時，植株才能夠正常生長。

Answer 1

（12分）

（1）葉綠素a（1分） 水的分解和ATP的合成（1分）

（2）線粒體和細胞質基質（1分） 向左移動（1分）

（3）14（1分） AB和CD（1分） CO2濃度（2分） S2>S1+S3（2分）

（4）6（2分）

【解析】

試題分析：（1）葉綠體中吸收光能的色素中含量最多的是葉綠素a。這些色素吸收的光能有兩方面用途：一是將水分解成氧和[H]；二是在有關酶的催化作用下，促成ADP和Pi發(fā)生化學反應，形成ATP。

（2）圖甲中a點時，光照強度為零，說明植物只進行呼吸作用，所以，產(chǎn)生ATP的場所是細胞質基質和線粒體。圖甲中b點時，O2產(chǎn)生速率為零，說明此時呼吸作用強度等于光合作用強度；若將CO2濃度由0.03%提高到1%，光合作用增強，要保證呼吸作用強度與光合作用強度相等，需降低光照強度，所以b點向左移動。

（3）對比甲乙兩圖可知，圖乙中A點開始進行光合作用，G點時光合作用消失，所以得到圖乙曲線的實驗中，給植株光照時間共有14h。圖乙中的AB和CD段，O2產(chǎn)生速率分別為-1和1，結合圖甲可確定它們所對應的光照強度非常弱，分別為1 klx和3klx，所以有光照且光照強度一定保持不變的時間段有AB段和CD段。圖乙中的EF段，O2產(chǎn)生速率為5，所對應的光照強度為圖甲中的7～9，而在圖甲中，光照強度為7～9 klx的范圍內，O2產(chǎn)生速率不再隨光照強度的增加而增加，說明光照強度不是限制光合作用強度的環(huán)境因素，所以限制EF段的主要環(huán)境因素為CO2濃度。若植株的干重增加，說明到實驗結束時，有有機物積累；圖中的S1和S3表示夜間及光照強度較弱時消耗的有機物， S2表示白天光照較強時積累的有機物，所以當圖中S1、S2和S3的面積關系為S2>S1+S3時，說明實驗結束后植株的干重增加了。

（4）在圖甲實驗的環(huán)境條件下，每天在光照的8小時內，光合作用實際合成的有機物的量大于一晝夜呼吸作用消耗的有機物的量，植株才能夠正常生長。分析圖甲可知，縱坐標表示凈光合速率，每小時呼吸作用消耗O2量即呼吸速率為2mmol/h，則一晝夜呼吸作用消耗O2量為2mmol/h×24h=48mmol。若每天光照8小時，則平均每小時O2的實際產(chǎn)生量即實際光合速率應大于48/8=6(mmol/h) 時，植株才能夠正常生長。依據(jù)凈光合速率=實際光合速率－呼吸速率，可解得凈光合速率=4(mmol/h)，所對應的光照強度為6klx。

考點：本題考查光合作用、影響光合作用的環(huán)境因素、光合作用與細胞呼吸的關系的相關知識，意在考查學生能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯(lián)系，能從題圖中提取有效信息并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結論的能力。