Question

在CO₂浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图1，请回答下列问题：

（1）a点时，植物乙叶肉细胞中产生ATP的场所有

 

．若在c点时突然停止CO₂的供应，短时间内植物甲的叶绿体中的

 

（填“C₃”或“C₅”）含量会增加d点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是

 

．
（2）当光照强度为3千勒克司时植物乙的总光合速率是

 

mg/100cm²叶?小时．
（3）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O₂含量的变化，为排除环境等因素对实验的影响，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是

 

．为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置对照，设计方法为

 

．

Answer 1

考点：细胞呼吸的过程和意义,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O

酶

 6CO₂+12H₂O+能量
第一阶段：在细胞质的基质中，反应式：C₆H₁₂O₆

酶

2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量；
第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中．反应式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O

酶

20[H]+6CO₂+少量能量；
第三阶段：在线粒体的内膜上．反应式：24[H]+6O₂

酶

12H₂O+大量能量．
光合作用，光反应在叶绿体囊状结构薄膜上，相关的反应式：H₂O→2[H]+

1

2

O₂（水的光解）、NADP++2e-+H⁺→NADPH（递氢）ADP+Pi→ATP （递能）；
暗反应：在叶绿体基质上，CO₂+C₅化合物→2C₃化合物（二氧化碳的固定）、2C₃化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+C₅化合物+H₂O（有机物的生成或称为C3的还原）、ATP→ADP+Pi（耗能）．
CO₂在水（或溶液）中的溶解度是定值，液体中反应CO₂+H₂O

1

H₂CO₃，H₂CO₃

2

HCO₃^-，HCO₃^-

3

CO₃^2-+H⁺三个都是平衡状态，当外界CO₂浓度增大时，液体中的CO₂浓度也相应增大，上述反应均向正反应方向移动，而因为碳酸氢钠缓冲溶液中本就有较多的碳酸氢根，反应2、3快速移动，生成碳酸根，使空气中的CO₂浓度下降；而当CO₂浓度减小时，上述反应逆向移动，同样因为碳酸氢钠缓冲溶液中本就有较多的碳酸氢根，可以释放更多的CO₂，维持空气中的CO₂浓度平衡．

解答： 解：（1）a点时，植物乙叶肉细胞，即进行光合作用，也进行呼吸之间，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，若在c点时突然停止CO₂的供应，则会影响光合作用的暗反应，故短时间内植物甲的叶绿体中的C5含量会增加，d点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是CO₂的浓度．
（2）当光照强度为3千勒克司时，植物乙的光合速率等于呼吸速率，当光照强度为0千勒克司时，植物乙仅进行呼吸作用，呼吸速率为20mg/100cm²，故当光照强度为3千勒克司时，植物乙总光合速率是20mg/100cm²叶?小时．
（3）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O₂含量的变化，为排除环境等因素即CO₂的浓度对实验的影响，故需将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液．为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置对照，该实验探究光照强度和光合作用速率的关系，故实验变量是否进行光合作用，故对照组设计方法为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液．
故答案为：
（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体     C₅ CO₂的浓度
（2）20
（3）将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液      该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液

点评：本题考查呼吸作用、光合作用的相关知识，意在考查考生分析题图获取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．