Question

1．天气晴朗时，蜜柑叶片的净光合速率和胞间CO₂浓度的日变化如图所示．请据图分析回答：

（1）与蜜柑叶肉细胞净光合速率直接相关的细胞器有线粒体、叶绿体．
（2）在4月晴天的11：00一13：00时，蜜柑叶片净光合速率下降，其直接原因可能是胞间CO₂浓度下降，总光合作用强度降低，呼吸作用强度下降．
（3）在6月晴天的11：00一13：00时，蜜柑叶片胞间CO₂浓度明显上升，但净光合速率却显著降低．进一步研究发现，此时叶绿体的ATP相对含量显著降低，一方面可能是温度影响了有关酶的活性，另一方面可能是叶肉细胞叶绿体中的类囊体受损，进而影响了净光合速率．
（4）在黑暗时把叶绿体类囊体（基粒）放在pH=4的溶液中，待类囊体膜腔的pH下降至4，将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中（如图）．一段时间后，有ATP产生．

①该实验必须在黑暗环境中操作的目的是为防止类囊体接受光照产生ATP影响实验结果．为获取叶绿体，先要破碎叶肉细胞，再用差速离心法法进行分离．
②上述实验结果表明，叶绿体类囊体合成ATP时膜内外存在H⁺浓度差．据此推测，叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中，光能的作用是使水分解产生H⁺，在类囊体膜内外形成H⁺浓度差．

Answer 1

分析 据图分析：图A表示4月和6月中天气晴朗时，一天中蜜柑叶片的净光合速率和胞间CO₂浓度的日变化．影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等．据此分析作答．

解答 解：（1）由于净光合速率=实际光合速率-呼吸速率，因此与净光合速率有关的生理过程有光合作用和细胞呼吸，有关细胞器有线粒体和叶绿体．
（2）比较两图A和B，4月晴天的11：00一13：00时，蜜柑叶片胞间CO₂浓度下降，总光合作用强度降低，呼吸作用强度下降．
（3）6月晴天的11：00一13：00时，蜜柑叶片胞间CO₂浓度明显上升，但净光合速率却显著降低，除了CO₂浓度能影响光合速率外，还有光照强度和温度能影响光合速率，由于光照强度强，可能原因是温度过高使酶的活性降低．
（4）①由于在光照下，植物会进行光合作用产生ATP，为防止类囊体接受光照产生ATP影响实验结果，因此需要在黑暗处进行实验；提取分离细胞器常常采用差速离心法．
②从实验结果可以看出，当类囊体膜内外有H⁺浓度差时，类囊体上合成ATP，因此光能的作用可能是使水分解，产生H⁺，在类囊体膜内外形成H⁺浓度差，从而形成ATP．
故答案为；
（1）线粒体、叶绿体
（2）胞间CO₂浓度下降，总光合作用强度降低，呼吸作用强度下降
（3）温度影响了有关酶的活性
（4）①为防止类囊体接受光照产生ATP影响实验结果    差速离心法
②H⁺浓度    使水分解产生H⁺，在类囊体膜内外形成H⁺浓度差

点评 本题结合图示主要考查影响光合作用的因素和探究光合作用的场所的实验，意在强化学生对相关知识的理解与运用，题目难度中等．