Question

水绵是一种藻类植物，如图表示水绵细胞内发生的生理过程，其中A-H代表物质，①-④代表生理过程，⑤⑥表示物质运输方向．据图回答：

（1）恩格尔曼在利用水绵研究光合作用时，把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗环境中，排除了

 

的干扰，然后吸极细的光束照射水绵，好氧细菌只分布于叶绿体被光照的部位，结论是

 

．
（2）图中场所1内，③和④分别表示

 

，其他条件不变，光照突然增强，含量降低的物质是

 

（用图中字母和符号表示）．
（3）D物质表示

 

，用同位素对B物质进行标记，经过图示生理过程，最先出现放射性的化合物是

 

．B、C从生产部位到达作用部位的运输方式为

 

．
（4）为了探究同一温度下光照强度和CO₂浓度对植物光合作用强度的影响，某小组用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行探究得到的实验结果．
甲组：A植物在不同条件下单位时间内O₂释放量（mL）
乙组：B植物在不同条件下单位时间内O₂释放量（mL）
甲组：

CO2浓度	灯泡的功率（单位：W）
	20	50	75	100	200	300
0.1%	3.4	16.0	28.2	40.5	56.5	56.5
0.03%	2.3	11.2	19.8	27.6	27.5	27.6

乙组：

CO2浓度	灯泡的功率（单位：W）
	20	50	75	100	200	300
0.1%	2.5	9.1	19.2	55.7	75.6	102.6
0.03%	1.8	8.4	18.9	54.2	75.2	101.8

该实验的自变量是

 

，分析上表数据可以看出，A植物在CO₂浓度为0.1%时，若将灯泡功率逐渐增大至320W，请预测O₂释放量的变化趋势是

 

．当B植物在灯泡功率为200W、CO₂浓度为0.03%时，限制光合作用强度的主要因素是

 

．
（5）最适温度（pH）所对应的酶活性称为峰值．某同学从培养水绵（20-30℃）的培养液中筛选出能合成淀粉酶的细菌，并从该细菌中提取了淀粉酶．根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路．

 

．

Answer 1

考点：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：植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．
恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：①把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵．通过显微镜观察，发现好氧细菌只集中在叶绿体被光照到的部位附近；②如果上述临时装片完全暴露在阳光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围．证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体并且是由光照引起的． 得出结论植物光合作用的场所是叶绿体，条件是光．实验设计的巧妙之处：一是选用水绵作为实验材料．水绵不仅具备细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究．二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常地进行．三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位．四是进行黑暗（局部光照）和曝光的对比实验．据此分析解答．

解答： 解：（1）把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗环境中，排除了光照的影响，好氧细菌可以将装置中的氧气耗尽，同时排除了氧气的干扰，极细的光束照射水绵．通过显微镜观察，发现好氧细菌只集中在叶绿体被光照到的部位附近，得出结论植物光合作用的场所是叶绿体，条件是光，光合作用可以产生氧气．
（2）图中场所I进行的是植物的光合作用，③代表三碳化合物的还原，④代表二氧化碳的固定，其他条件不变，光照突然增强，含量降低的物质是G、H、C₃、（NADP⁺）．
（3）D是由葡萄糖分解产生的，D是丙酮酸，用同位素对B氧气物质进行标记，经过图示生理过程，最先出现放射性的化合物是水，B氧气、C二氧化碳的跨膜运输方式是自由扩散．
（4）为了探究同一温度下光照强度和CO₂浓度对植物光合作用强度的影响，自变量是光照强度和二氧化碳浓度，分析上表数据可以看出，A植物在CO₂浓度为0.1%时，若将灯泡功率逐渐增大至320W，请预测O₂释放量的变化趋势是保持相对稳定．当B植物在灯泡功率为200W、CO₂浓度为0.03%时，限制光合作用强度的主要因素是光照强度．
（5）在一定温度范围内（包括20-30℃）设置温度梯度，分别测定酶活性．若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度．否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值．
故答案为：
（1）氧气和光   叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，光合作用能产生氧气
（2）（C₃的）还原和（CO₂的）固定   G、H、C₃、（NADP⁺）
（3）丙酮酸   水   自由扩散（被动运输）
（4）光照强度和CO₂浓度   保持相对稳定   光照强度（灯泡功率）
（5）在一定温度范围内（包括20-30℃）设置温度梯度，分别测定酶活性．若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度．否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值．

点评：本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生的识图能力，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．