Question

【题目】两种生长状况相似的甲、乙植物培养在适宜的光照强度、温度与水分条件下，探究两种植物 CO2 吸收速率与 CO2 浓度的关系，实验结果如下图所示。实践中常用希尔反应来测定除草剂对甲、乙植物光合作用的抑制效果，用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙的离体叶绿体并进行希尔反应（基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有 DCIP（氧化型）、蔗糖和 pH7.3 磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的 DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色），实验结果如下表格所示。回答以下问题：

除 草 剂 相对浓度	0	5％	10％	15％	20％	25％	30％
甲放氧速率相对值	5.0	4.4	3.7	3.0	2.2	1.6	1.0
乙放氧速率相对值	5.0	3.7	2.2	1.0	0	0	0

（1）上述实验在相对密闭容器中，通常可通过控制不同浓度的_________ 溶液控制 CO2 浓度。相同浓度除草剂处理下，除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外，根据希尔反应还可通过_________快慢来判断。

（2）若在红色薄膜下进行该实验，则图所画曲线的 a 点应该往______ 移；CO2 浓度为 b 时，通常甲植株的 O2 产生量_____________ （＞/＜/＝）乙植株的 O2 产生量，甲植株由 CO2 浓度为 b 调到 c 处后短时间内叶绿体中减少的物质有_________________ （①腺苷三磷酸②核酮糖二磷酸③3-磷酸甘油酸④三碳糖磷酸⑤NADPH）。

（3）上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖的目的是________ ，据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率，可知除草剂抑制主作用于叶绿体的_______ （填结构）。研究发现除草剂浓度为 20％处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖，尝试分析最主要的原因是 _______。

Answer 1

【答案】碳酸氢钠 溶液颜色变化 右 > ①②⑤ 维持渗透压 类囊体 由于DCIP（氧化型）夺取光反应产生的电子和氢离子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被还原形成三碳糖

【解析】

分析题图可知，实验的自变量是二氧化碳浓度和植物的种类，因变量是二氧化碳的吸收速率，代表了净光合速率；a点表示甲植物的二氧化碳补偿点，高于乙植物；b点表示甲乙两种植物的净光合速率相等，由于两者的呼吸速率不等，则实际光合速率也不等；C点表示甲乙两植物的二氧化碳饱和点。叶肉细胞中通过碳反应合成的三碳糖，最后通过合成蔗糖运出细胞。

分析题表可知，实验的自变量是某除草剂浓度和植物的种类，因变量是氧气的释放速率和溶液颜色变化快慢。

（1）碳酸氢钠溶液既可以吸收二氧化碳又可以释放二氧化碳，通常可通过控制不同浓度的碳酸氢钠溶液控制 CO2 浓度。由题干可知，水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的 DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色，故除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外，根据希尔反应还可通过溶液颜色变化快慢来判断。

（2）根据题干信息已知，该实验是在适宜光照条件下进行的，若将植株培养在红色薄膜下进行该实验，呼吸速率不变，而光合作用减弱，所以a点应该右移。根据甲乙的二氧化碳补偿点和曲线的趋势可知，甲植物的呼吸速率大于乙植物，又因为b点两种植物的净光合速率相等，则甲的实际光合速率大于乙，因此甲植株的O2产生量>乙植株的O2产生量。甲植株CO2增加，二氧化碳的固定增强，②核酮糖二磷酸消耗增加，暗反应增强，①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加，故短时间内叶绿体中减少的物质有①腺苷三磷酸、②核酮糖二磷酸、⑤NADPH。

（3）上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖可以维持渗透压，据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率，可知除草剂抑制主要作用于光合作用光反应阶段，即发生在叶绿体的类囊体。研究发现除草剂浓度为 20％处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖，其最主要的原因是由于DCIP（氧化型）夺取光反应产生的电子和氢离子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被还原形成三碳糖。