Question

14．如图1和图2是科研人员研究了光照强度、CO₂浓度对番茄光合作用的影响．图3是利用小球藻和酵母菌研究光合作用和呼吸作用的实验装置．小球藻是一种单细胞藻类植物，K₁、K₂为阀门，实验开始前为关闭状态（不考虑通气管内的气体影响）．请回答下列问题：

（1）图3中，打开K₁，给予试管一定强度的光照，一段时间后发现注射器活塞移动一段距离X后停止，停止移动的原因是容器内的CO₂有限．距离X对应的体积可表示小球藻的净光合作用速率，所测数值是否准确，如不准确应怎样改进？不准确，应另设一个除了将图3中的小球藻杀死外，其他与原装置相同．
（2）图3中，若液滴右移，此时酵母菌的呼吸方式中一定有产生酒精的无氧呼吸（或无氧呼吸）．如果要进一步确定此结论，可取培养瓶中培养液，加入酸性重铬酸钾（试剂），所验证的呼吸作用方式的反应式是C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）图1表示在最适温度及其它条件保持不变的条件下番茄叶片CO₂释放量随光强度变化的曲线．若图中的B点骤变为C点时，短时间C₅和C₃的含量变化将分别是增加和减少．图中若其它条件不变，温度升高5℃则A点将向向右方向移动，A点产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质和叶绿体的类囊体膜上
（4）图2表示某光强度和适宜溫度下，番茄光合强度增长速率随CO₂浓度变化的情况．CO₂浓度过高时，增加CO₂浓度光合强度反而降低的原因CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合产物运输受阻．

Answer 1

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．据此分析解答．

解答 解：（1）图3中打开K₁，小球藻光合作用所需的CO₂由溶液中NaHCO₃提供，小球藻通过光合作用，不断产生O₂，使注射器活塞移动，由于溶液中NaHCO₃有限，消耗完后，光合作用不能继续，活塞移动一段距离后停止．
（2）图3中若有无氧呼吸时，酵母菌不消耗氧气，能产生CO₂和有氧呼吸所没有的产物酒精，装置内气压上升，液滴右移；若想进一步确定此结论，可以取培养瓶中培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，若溶液出现橙色→灰绿色的变换，说明其中有酒精成分，酵母菌有进行无氧呼吸．验证的呼吸作用方式的反应式是C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）图1中的B点骤变为C点时，光照增强，短时间内三碳化合物的含量将快速下降，是因为有充足的[H]和ATP，这两种物质都是光反应阶段的产物，同时五碳化合物含量将快速上升；图中若其它条件不变，温度上升5℃，则有关生理活动的酶活性升高，光补偿点A点将向右方移动．此时光合作用与呼吸作用都可以产生[H]，产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质和叶绿体的类囊体膜上．
（4）图2中，CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合产物运输受阻，增加CO₂浓度光合强度反而降低．
故答案为：
（1）容器内的CO₂有限   净光合作用        不准确，应另设一个除了将图3中的小球藻杀死外，其他与原装置相同
（2）产生酒精的无氧呼吸（或无氧呼吸）   酸性重铬酸钾    C₆H₁₂O₆───→2C₂H₅OH+2CO₂+能量
（3）增加和减少   向右     细胞质基质、线粒体基质和叶绿体的类囊体膜上
（4）CO₂增加，抑制呼吸作用，使光合产物运输受阻

点评 本题考查光合作用，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理．