Question

3．回答下列有關光合作用的兩個問題：
Ⅰ．科學家在黑暗時，把葉綠素基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中．一段時間后，有ATP產(chǎn)生．該實驗結果表明，基粒類囊體合成ATP的原因是膜內(nèi)外存在氫離子濃度差．據(jù)此推測葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是使水分解產(chǎn)生氫離子，使類囊體內(nèi)外之間產(chǎn)生氫離子濃度差．
Ⅱ．某興趣小組做了如下實驗（實驗過程中溫度適宜，氧氣、二氧化碳在水中的溶解度忽略不計）：
步驟一：摘取生長旺盛的菠菜葉，在葉片上用打孔器打出直徑為1厘米的小葉圓片30片．
步驟二：用適當方法使小圓形葉片內(nèi)部的氣體全部逸出，放入黑暗處盛有蒸餾水的燒杯待用，此時葉片全部沉在水底；
步驟三：取三個小燒杯，分別倒入20mL二氧化碳緩沖液（維持實驗過程中的二氧化碳的相對穩(wěn)定），然后各放入10片小圓形葉片；
步驟四：分別對這3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照．觀察并記錄實驗結果．
請回答：
（1）本實驗的因變量是單位時間內(nèi)葉圓片上浮的數(shù)量，即凈光合速率．
（2）將步驟二中燒杯置于光照強度等均適宜的條件下，結果發(fā)現(xiàn)小圓形葉片仍然全部沉在水底，其原因是
缺少CO₂，不能進行光合作用，不能產(chǎn)生氧氣．
（3）實驗過程中葉圓片上浮的原因是光合強于呼吸，有凈的氧氣產(chǎn)生．

Answer 1

分析 分析信息Ⅰ：表示在黑暗時把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的pH值下降至4，然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中，一段時間后，有ATP產(chǎn)生是由于膜內(nèi)外存在H⁺梯度（H⁺濃度差）使水分解．
信息Ⅱ、本題3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照，可以推知：實驗中的自變量是光照強度，因變量是單位時間內(nèi)葉圓片上浮的數(shù)量，即凈光合速率．據(jù)此分析作答．

解答 解：Ⅰ、由題意可知，基粒類囊體膜內(nèi)外存在H⁺濃度差，這是合成ATP的主要原因．葉綠體在自然狀態(tài)下光能的作用是使水分解產(chǎn)生H⁺，使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生H⁺梯度（H⁺濃度差）而產(chǎn)生ATP．
Ⅱ、（1）根據(jù)題意可知，該實驗中的自變量是光照強度，所以探究的題目是光照強度對光合作用速率（強度）的影響．實驗的因變量是單位時間內(nèi)葉圓片上浮的數(shù)量，即凈光合速率．（2）步驟二中所用的是蒸餾水，其中缺乏CO₂和O₂，置于光照強度等均適宜的條件下，葉片不能進行光合作用和有氧呼吸，葉肉細胞間隙缺乏氣體，因此葉片全部沉在水底．
（3）實驗過程中光合速率強于呼吸速率，有凈的氧氣產(chǎn)生，使葉圓片上�。�
故答案為：
Ⅰ．膜內(nèi)外存在氫離子濃度差    使水分解產(chǎn)生氫離子，使類囊體內(nèi)外之間產(chǎn)生氫離子濃度差
Ⅱ．（1）單位時間內(nèi)葉圓片上浮的數(shù)量，即凈光合速率        
（2）缺少CO₂，不能進行光合作用，不能產(chǎn)生氧氣
（3）光合強于呼吸，有凈的氧氣產(chǎn)生

點評 本題結合圖示主要考查影響光合作用的因素和探究光合作用的場所的實驗，意在考查學生理解所學知識的要點和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析的能力．