Question

17．在“探究環(huán)境因素對光合速率的影響”活動中，同學們得到了如圖1所示的實驗結果．圖2表示光合作用碳反應的過程．請分析回答：

（1）圖1中，限制A點光合速率的主要環(huán)境因素是光強度．與A點相比，B點條件下3-磷酸甘油酸的生成速率增大（填“增大”、“減小”或“基本不變”）；與B點相比，C點條件下物質③的生成速率基本不變（填“增大”、“減小”或“基本不變”）．
（2）圖2過程在葉綠體的基質中進行，物質①為NADPH，光反應階段的產物除物質①外，還有O₂和ATP，并吸收光能轉變成ATP、NADPH中活躍的化學能．
（3）物質③可運至葉綠體外，并且轉變成蔗糖，供植物體所有細胞利用．每還原生成6分子物質③有5分子在卡爾文循環(huán)中經過一系列變化再生為RuBP．
若實驗中用¹⁴C標記的CO₂作原料，則¹⁴C在碳反應中的轉移途徑是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．（用“→”、圖2中的文字和序號回答）．
（4）某興趣小組用圖3所示的裝置進行實驗，發(fā)現金魚藻光合作用的最適溫度在t_1～t₂之間．欲進一步探究金魚藻光合作用的最適溫度，再進行了相關實驗．
請回答：
①本實驗可通過觀察一定時間內收集的氧氣量（氧氣釋放量）來判斷光合速率的大�。�
②實驗發(fā)現，金魚藻光合作用的最適溫度為t₀．請在坐標系圖4中用曲線表示進一步探究金魚藻光合作用的最適溫度的實驗結果．
③若興趣小組的同學還想用此裝置欲探究光強度與金魚藻光合作用強度的關系．現提供100W聚光燈與精密PH試紙，則控制自變量的方法是調節(jié)聚光燈與裝置之間的距離；該實驗的觀察指標除了①所述內容外還可以是精密pH試紙的顏色變化．

Answer 1

分析 解答本題需掌握：光合作用和呼吸作用的過程．
6CO₂+12H₂O$\stackrel{酶}{→}$C₆H₁₂O₆+6O₂ +6H₂O；
光反應：H₂O→2[H]+$\frac{1}{2}$O₂（水的光解）；ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP （遞能）
暗反應：CO₂+C₅化合物$\stackrel{酶}{→}$2C₃化合物（二氧化碳的固定）；NADP++2e^-+H⁺$\stackrel{酶}{→}$NADPH（遞氫）；2C₃化合物+4NADPH+ATP$\stackrel{酶}{→}$（CH₂O）+C₅化合物+H₂O（有機物的生成或稱為C3的還原）ATP$\stackrel{酶}{→}$ADP+PI（耗能）
酒精發(fā)酵：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量；
有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量

解答 解：（1）圖中開始階段三條線是重合的，限制重合部分的光合速率的主要環(huán)境因素是光強度．與A點相比，B點的光強度增強，光反應產生的ATP和NADPH增多，并且B點具有較高的CO₂濃度，因此3-磷酸甘油酸的生成速率增大；與B點相比，C點的CO₂濃度相同，并且光照增強，光合作用速率不再變化，因此C點條件下葡萄糖的生成速率基本不變．
（2）圖2表示光合作用的暗反應過程，暗反應發(fā)生在葉綠體基質中．光反應產生的ATP和NADPH會用于暗反應中三碳化合物的還原，然后分解為ADP和NADP⁺；光反應階段色素吸收光能轉變成活躍的化學能．
（3）物質③可運至葉綠體外，并且轉變成蔗糖．若3個CO₂分子進入卡爾文循環(huán)可形成6個三碳化合物分子，其中有 5 個三碳化合物分子經過一系列變化再生成RuBP，其余的離開循環(huán)，可在葉綠體外合成蔗糖，供植物體所有細胞利用．則¹⁴C在碳反應中的轉移途徑是¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③．
（4））①光合作用的光反應階段發(fā)生水的光解，產生氧氣，可以通過收集的氧氣的量來判斷光合速率的大�。�
②在最適溫度條件下，光合速率最大，低于或高于最適溫度，光合速率會下降：

③若興趣小組的同學還想用此裝置欲探究光強度與金魚藻光合作用強度的關系．現提供100W聚光燈與精密PH試紙，則控制自變量的方法是調節(jié)聚光燈與裝置之間的距離；該實驗的觀察指標除了①所述內容外還可以是精密pH試紙的顏色變化．
故答案為：
（1）光強度    增大    基本不變
（2）基質   NADPH；O₂和ATP      ATP、NADPH中活躍的化學能
（3）蔗糖      5    ¹⁴CO₂→3-磷酸甘油酸→③
（4）①收集的氧氣量（氧氣釋放量）
②
③調節(jié)聚光燈與裝置之間的距離    精密pH試紙的顏色變化

點評 本題考查了光合作用和呼吸作用的有關知識，意在考查考生的識圖能力，能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力；能用數學方式準確地描述生物學方面的內容、以及數據處理能力．