Question

（六）回答有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的有關(guān)問題
某科學(xué)研究小組利用小球藻為實(shí)驗(yàn)材料做了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)一：在相同培養(yǎng)液中，裝置a和b分別培養(yǎng)等量的小球藻（抽去空氣），將兩個(gè)裝置都同時(shí)放在陽光下．一段時(shí)間后觀察，B、C兩試管哪個(gè)更綠？

 

．實(shí)驗(yàn)中B試管的小球藻能長時(shí)間存活嗎？

 

，為什么？

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)二：通過通氣管向密閉容器中通入¹⁴CO₂，密閉容器周圍有固定的充足且適宜的光源．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，發(fā)現(xiàn)^l4C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C還出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，該實(shí)驗(yàn)是通過控制

 

來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的．在該實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)0.5s時(shí)C₅的含量較高，若降低其含量，可改變的實(shí)驗(yàn)條件是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)三：用高速離心法打破葉綠體膜后，類囊體薄膜和基質(zhì)都釋放出來．然后再用離心法去掉類囊體薄膜．黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質(zhì)中加入ATP、NADPH和¹⁴C0₂，結(jié)果在這種基質(zhì)中檢出含¹⁴C的光合產(chǎn)物．光合作用中類囊體薄膜的作用是

 

．在基質(zhì)中加入ATP、NADPH等物質(zhì)的作用是

 

．如果不加入上述物質(zhì)而只給予光照，反應(yīng)能否進(jìn)行？

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)四：將小球藻分成重量相同的四等份，在不同溫度下分別暗處理1h，再用適當(dāng)?shù)南嗤�的光照�?h，測其重量變化（假設(shè)在光下和黑暗條件下，細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物量相同），得到下表的數(shù)據(jù)．請分析并回答問題：

組  別	1	2	3	4
溫度/℃	27	28	29	30
暗處理后重量變化/mg	-1	-2	-3	-1
光照后與暗處理前重量變化/mg	+3	+3	+3	+1

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)，該綠葉細(xì)胞呼吸速率最高的溫度是

 

；     27℃時(shí)綠葉的凈光合速率是

 

mg/h；30℃時(shí)真光合速率為：

 

mg/h．

Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：（1）由于裝置中都抽去了空氣，因此酵母菌和乳酸菌均能進(jìn)行無氧呼吸，但是無氧呼吸的產(chǎn)物不同．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，乳酸菌無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸．（2）在光合作用的暗反應(yīng)中，二氧化碳中的C的轉(zhuǎn)移途徑為CO₂→C₃→（CH₂O）．光合作用過程中，光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度均可影響光合速率，只是光照是通過光反應(yīng)進(jìn)而影響暗反應(yīng)的，二氧化碳是通過暗反應(yīng)進(jìn)而影響光反應(yīng)的．（3）光合作用光反應(yīng)的場所為類囊體薄膜，暗反應(yīng)的場所為葉綠體基質(zhì)．（4）在此計(jì)算過程中，關(guān)鍵掌握凈光合速率=真光合速率-呼吸速率．

解答： 解：（1）由于裝置a和b抽去空氣，因此此時(shí)酵母菌無氧呼吸可以產(chǎn)生二氧化碳，而乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的是乳酸，因此此時(shí)B中的小球藻就可以進(jìn)行光合作用并且進(jìn)行大量繁殖，從而使試管更綠．裝置a中的葡萄糖是有限的，當(dāng)葡萄糖消耗結(jié)束后小球藻就失去光合作用的原料，因此實(shí)驗(yàn)中B試管的小球藻不能長時(shí)間存活．
（2）題中可以看出，實(shí)驗(yàn)二是通過控制反應(yīng)時(shí)間來探究CO₂中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑的．若要降低光合作用過程中C₅的含量，可以采用降低光照或適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)等措施．因?yàn)榻档凸庹湛梢詼p少ATP、NADPH的生成量，從而抑制C₃的還原，使C₅的含量有所降低；若適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)，會(huì)促進(jìn)二氧化碳固定的發(fā)生，同樣也可以使C₅的含量有所降低．
（3）光合作用光反應(yīng)的場所為類囊體薄膜，光反應(yīng)能為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH，用于C₃的還原；暗反應(yīng)的場所為葉綠體基質(zhì)，暗反應(yīng)也能為光反應(yīng)提供ADP和Pi．黑暗條件下，在去掉類囊體薄膜的基質(zhì)中加入ATP、NADPH和¹⁴C0₂，結(jié)果在這種基質(zhì)中檢出含¹⁴C的光合產(chǎn)物，說明此時(shí)發(fā)生了暗反應(yīng)．如果不加入上述物質(zhì)而只給予光照，由于缺少光反應(yīng)的場所，反應(yīng)無法進(jìn)行．
（4）在暗處理時(shí)，只進(jìn)行呼吸作用，因此有表格可以看出，在溫度為29℃時(shí)，重量變化最多，即呼吸作用最強(qiáng)．由于凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，27℃時(shí)小球藻，1h消耗有機(jī)物為1mg，光照后與暗處理前重量變化為3mg，這段時(shí)間進(jìn)行了2h的呼吸作用，1h的光合作用，因此凈光合速率=3+1=4mg/h．30℃時(shí)，小球藻的真光合速率=1+1×2=3 mg/h．
故答案為：（13分）
（1）B   不能  葡萄糖消耗完后，酵母菌不能繼續(xù)產(chǎn)生二氧化碳
（2）反應(yīng)時(shí)間  降低光照或適當(dāng)增加二氧化碳的供應(yīng)
（3）光反應(yīng)場所（或?yàn)榘捣磻?yīng)提供ATP、NADPH） 還原三碳化合物  不能
（4）29℃4（2分）     3（2分）

點(diǎn)評：本題比較綜合，考查了光合作用、有氧呼吸、無氧呼吸等方面的知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(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；能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．