Question

7．如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用增长率随CO₂浓度变化的情况．请回答下列问题．

（1）由图1可知，甲、乙分别代表的物质是CO₂、[H]和ATP，要想使叶绿体内C₃的含量快速下降，可以改变的环境条件是不提供CO₂或增强光照，光反应中产生的O₂扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过5层生物膜．
（2）图2中限制D点光合作用增长率的主要环境因素是光照强度，C点和D点相比，叶绿体中[H]的含量较高（填“较低”“相等”或“较高”）．
（3）从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的NaHCO₃溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图3．请据此回答．
①该实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响．
②由图3分析，b点比a点细胞内的C₅含量低，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上升，其原因应该是NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢．

Answer 1

分析 1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．
2、根据是否需要光，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖．

解答 解：（1）分析图1知，甲为CO₂，乙为光反应为暗反应提供的物质，即[H]和ATP．要使C₃含量下降，有两种方法，一为不提供CO₂，导致C₃的生成量减少，而消耗量不变，C₃含量下降；二为增强光照，C₃的消耗量增加，而生成量不变，C₃含量下降．光反应中产生的O₂扩散到邻近的线粒体中被利用首先得从类囊体膜内出来（1层膜），再从叶绿体中出来穿过叶绿体的两层膜，然后再进入线粒体穿过线粒体的两层膜，共5层膜．
（2）图2表示光合作用增长率，只要光合作用增长率为正值，植物光合作用速率都在不断增加，所以在增长率达到0时（即D点）光合作用速率达到最大，此时CO₂浓度仍在继续上升，故限制光合作用速率的主要环境因素不是CO₂应是光照强度；C点与D点相比，D点时CO₂浓度较高，故还原时需消耗[H]和ATP较多，所以C点叶绿体中[H]的含量较高．
（3）①实验的唯一变量是NaHCO₃的浓度，而NaHCO₃的作用就是产生CO₂，所以实验的目的是探究CO₂浓度对光合作用速率的影响．
②b点的NaHCO₃浓度比a大，也就是CO₂浓度比a大，所以CO₂的固定程度更大，CO₂的固定的原材料就是C₅所以b的C₅含量比a低．NaHCO₃的浓度（即CO₂浓度）达到了饱和点，此时限制光合作用的原因就应该是光照强度．NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢，因此c点以后曲线上行．
故答案为：
（1）CO₂[H]和ATP（写全才可）　不提供CO₂或增强光照（回答一个方面即可）　5
（2）光照强度　较高
（3）①探究CO₂浓度对光合作用速率的影响
②低　光照强度　NaHCO₃浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢

点评 本题难度适中，属于考纲中理解、应用层次的考查，考查光合作用过程中的物质变化、影响光合作用的环境因素及探究实验等方面的知识点．解答本题的关键是准确分析过程图和曲线图，利用控制变量的方法分析实验装置，能通过比较、分析与综合等方法对实验装置和实验结果做出合理的判断或得出正确的结论能力．