题目内容
【题目】请回答下列与光合作用和细胞呼吸有关的实验问题:
(1)实验一:科研人员从小鼠细胞中分离出线粒体,并将其放入测定仪内的生理盐水中保持活性,然后按图示顺序向生理盐水中依次加入相应物质,其中X物质不包括还原氢,从加入线粒体开始测定O2消耗速率,结果如图1。请据图分析,X物质表示_______,图示4个区间(①~④)中,一定有CO2产生的区间是_____。
(2)实验二:通过气管向密闭容器中通入14CO2,密闭容器周围有充足且适宜的光源,如图2所示,当反应进行到0.5 s时,发现14C出现在一种三碳化合物(C3)中,当反应进行到5 s时,发现14C还出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,该实验是通过控制________来探究CO2中碳原子转移路径的。在该实验中,如果发现0.5 s时C5的含量较高,若要降低其含量,可改变的实验条件是____________。
(3)AMP-PCP能与细胞膜上的ATP跨膜受体蛋白结合,科研人员用不同浓度的AMP-PCP溶液处理菜豆叶片,测定其光合速率,结果如图3所示。由图可知,随着AMP-PCP溶液浓度增大,叶片的净光合速率降低,推测原因是AMP-PCP限制了ATP 运输到细胞外,导致气孔开放程度_____(填“上升”或“下降”),从而抑制了光合作用的暗反应。要验证上述推测是否正确,可用______溶液处理菜豆叶片作为实验组,以______处理菜豆叶片作为对照进行实验,测定叶片的气孔开放程度和净光合作用速率。若实验组的气孔开放程度和净光合速率均______对照组,则证明上述推测成立。
【答案】 丙酮酸 ③ 反应时间 减弱光照或适当增加CO2的供应 下降 ATP 蒸馏水 大于
【解析】本题结合实验装置图，考查光合作用和呼吸作用的相关知识，要求学生识记光合作用和呼吸作用的具体过程，掌握影响光合速率的环境因素，能结合所学的知识准确答题是，属于考纲识记和理解层次的考查。
（1）实验一：线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸，故图一中加入的X物质是丙酮酸。还原氢与氧气结合形成水，①②③④都有氧气消耗，故都生产了水。在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应产生CO2，第③区段加入了X物质丙酮酸，故该区间一定有CO2产生。
（2）实验二：当反应进行到0.5s时，发现14C出现在一种三碳化合物（C3）中。当反应进行到5s时，14C还出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，由此可见，该实验是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径。暗反应中C5的来源是C3还原，去路是CO2固定，故0.5s时要想降低C5的含量，可降低光照或适当增加二氧化碳的供应，因为降低光照可以减少ATP、NADPH的生成量，从而抑制C3的还原，使C5的来源减少含量有所降低；若适当增加二氧化碳的供应，会促进CO2固定，使C5的去路增加，同样也可以使C5的含量有所降低。
（3）据图三分析，随着AMP-PCP浓度增大，叶片的净光合速率逐渐降低，原因可能是AMP-PCP能与细胞膜上ATP跨膜受体蛋白结合，限制了ATP运输到细胞外，导致气孔开放程度下降，导致光合作用的暗反应中的二氧化碳供应不足，抑制了暗反应的进行，要验证推测是否正确，可用ATP溶液处理菜豆叶片，以蒸馏水作为对照试验，测定叶片的气孔开放程度和净光合作用速率。如果实验组的气孔开放程度和净光合速率均大于对照组，则推测正确。
