Question

光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)．光反應(yīng)之所以能將光能固定并轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，主要依賴于葉綠體中的奇妙裝置--光系統(tǒng)（photosystem）．光系統(tǒng)有葉綠體色素、蛋白質(zhì)分子和光合作用的原初電子受體等組成．盡管每個(gè)光系統(tǒng)有200-300個(gè)葉綠素分子，但只有一個(gè)葉綠素a分子能被光能激發(fā)釋放一個(gè)電子傳遞給原初電子受體，該電子通過其他電子載體不斷被傳遞從而完成相關(guān)反應(yīng)．如圖1表示光合作用的光反應(yīng)過程，請(qǐng)據(jù)圖分析：

（1）結(jié)構(gòu)Ⅰ表示

 

；結(jié)構(gòu)Ⅱ表示

 

．
（2）物質(zhì)B表示

 

；物質(zhì)D表示

 

．
（3）該示意圖中含有

 

個(gè)光系統(tǒng)，②表示

 

．
（4）③表示

 

（物質(zhì)）；如果植物某細(xì)胞葉綠體光合作用生成的氧氣被相鄰細(xì)胞的線粒體利用，則需要經(jīng)過

 

層磷脂分子層．
（5）某研究小組利用如圖2裝置研究二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度對(duì)大豆幼苗光合作用的綜合影響，其中NaHCO₃能穩(wěn)定密閉容器中的CO₂濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)于下表．則光照強(qiáng)度為800Lx，二氧化碳濃度為0.03%時(shí)，大豆幼苗光合作用每小時(shí)產(chǎn)生葡萄糖為

 

摩爾．（假設(shè)毛細(xì)吸管內(nèi)徑橫截面積為1.68ⅹ10^-5m²）

組別	光照/Lx	CO2/%	液滴移動(dòng)/mm?h-1
1	0	0.03	左移15
…	…	…	…
6	800	0.03	右移65
7	1000	0.03	右移80
8	1000	0.05	右移105
9	1500	0.05	右移105
10	1500	0.03	右移80

（6）上述實(shí)驗(yàn)中，由第6組狀態(tài)變化到第7組狀態(tài)時(shí)，大豆葉綠體內(nèi)C₃和C₅化合物的含量變化是

 

．如果將實(shí)驗(yàn)裝置中的NaHCO₃改為H₂O，則在光照強(qiáng)度為0時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)指標(biāo)是

 

值．

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：（1）圖1中：結(jié)構(gòu)Ⅰ是類囊體腔，結(jié)構(gòu)Ⅱ式類囊體膜，結(jié)構(gòu)Ⅲ是葉綠體基質(zhì)；①是光系統(tǒng)，②電子傳遞系統(tǒng)，③是ATP合成酶；A是水分子，B是水光解的產(chǎn)物氧氣和H⁺，C是NADP⁺，D是NADPH．
（2）圖2中碳酸氫鈉的作用是提供二氧化碳，所以氣體體積的增加量表示氧氣的增加量，可以代表植物的凈光合作用強(qiáng)度．

解答： 解：（1）結(jié)構(gòu)Ⅰ是類囊體腔，結(jié)構(gòu)Ⅱ式類囊體膜．
（2）物質(zhì)B是水光解的產(chǎn)物氧氣和H+，物質(zhì)D是NADPH．
（3）該圖中有兩個(gè)光系統(tǒng)；②是電子載體（電子受體、電子傳遞鏈）．
（4）③是ATP合成酶，如果植物某細(xì)胞葉綠體光合作用生成的氧氣被相鄰細(xì)胞的線粒體利用，則需要經(jīng)過：類囊體薄膜→葉綠體內(nèi)膜→葉綠體外膜→細(xì)胞膜→細(xì)胞膜→線粒體外膜→線粒體內(nèi)膜，總共7層膜，14層磷脂分子層．
（5）光照強(qiáng)度為800Lx，二氧化碳濃度為0.03%時(shí)，液滴右移65厘米，說明凈光合作用是65，呼吸作用是15，則實(shí)際的光合作用是80cm，則產(chǎn)生的氧氣的體積為80×10^-3m×1.68×10^-5m²=1.344×10^-6m³=1.344×10^-3L，氧氣的物質(zhì)的量為1.344×10^-3L÷22.4mol/L=6×10^-5，換成葡萄糖的量為：根據(jù)6O₂∽C₆H₁₂O₆，則葡萄糖的物質(zhì)的量為10^-5．
（6）由第6組狀態(tài)變化到第7組狀態(tài)時(shí)，光照增強(qiáng)，則光反應(yīng)增強(qiáng)，光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]和ATP增多，導(dǎo)致暗反應(yīng)的三碳化合物的還原增強(qiáng)，消耗的三碳化合物增多，而三碳化合物的合成不變，則三碳化合物的含量減少；由于三碳化合物的還原增強(qiáng)，生成的五碳化合物增多，而五碳化合物的消耗不變，則五碳化合物的含量增多．如果將實(shí)驗(yàn)裝置中的NaHCO₃改為H₂O，則呼吸作用消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，所以則在光照強(qiáng)度為0時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)指標(biāo)是大豆幼苗吸收氧氣和釋放二氧化碳的差．
故答案為：
（1）類囊體腔   類囊體膜      
（2）0₂+H⁺     NADPH
（3）2  電子載體（電子受體、電子傳遞鏈）      
（4）ATP合成酶   14
（5）10^-5       
（6）C₃含量下降，C₅含量上升    大豆幼苗吸收氧氣和釋放二氧化碳的差

點(diǎn)評(píng)：本題是知識(shí)點(diǎn)是呼吸作用和光反應(yīng)、暗反應(yīng)的反應(yīng)物以及產(chǎn)物的考查，結(jié)合呼吸作用、光合作用的中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)并對(duì)呼吸作用、光合作用的圖解過程或者呼吸作用、光合作用中的有關(guān)方程式清楚的理解是解題的關(guān)鍵．