Question

（三）回答有关植物光合作用的问题．
以下流程图显示卡尔文循环的其中一些阶段，据图回答问题．
（1）在图中，用字母“C”和一个箭头标示出二氧化碳在哪里进入循环；
用字母“P”和一个箭头标示出光合作用产物在哪里离开循环；
用字母“R”标示出哪个阶段需要还原剂，以转化化合物．
（2）如果光突然消失，图中卡尔文循环的哪种化合物的含量会首先减少？请作解释：

 

．
假定在适宜的温度和充足的CO₂浓度条件下，将某植物的叶片在不同光照强度下处理，测定其光合作用速率，结果如表．表中正值表示CO₂的吸收量，负值表示CO₂的释放量．

光照强度 （千勒克司）	CO2变化量 （CO2 mg/100cm2叶?小时）
0	-4
1.0	-2
2.0	0
3.0	2
4.0	4
5.0	6
6.0	8
7.0	10
8.0	12
9.0	12

（3）叶片的呼吸速率是

 

（CO₂ mg/100cm²叶?小时）．
（4）将该植物叶片置于8千勒克司光照下10小时，黑暗中14小时，则每100cm²叶片产生的葡萄糖中有

 

毫克转化为淀粉．（计算结果保留一位小数．相对原子质量C-12，H-1，O-16）
（5）叶片在1天内（12小时白天，12小时黑暗），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于

 

千勒克司．

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：卡尔文循环是光合作用中碳反应的一部分．反应场所为叶绿体内的基质．循环可分为三个阶段：羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生．大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上．此过程称为二氧化碳的固定．这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原．但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸．后者在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP，产物是3-磷酸丙糖．3-磷酸甘油酸，后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环．剩下的五个碳原子经一系列变化，最后再生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始．循环运行六次，生成一分子的葡萄糖．

解答： 解：（1）一分子二氧化碳通过一种叫1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上进入循环．3-磷酸甘油酸在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP，产物是3-磷酸丙糖，后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环．
（2）制造三碳化合物B，必须要由光反应提供的能量和还原剂．
（3）光照强度为零时，二氧化碳的释放速率就为呼吸速率，所以叶片的呼吸速率是4（CO₂ mg/100cm²叶?小时）．
（4）表格中，植物8千勒克司光照下C0₂的吸收量为12（CO₂mg/100cm²小时），所以10小时植物的净光合作用产生的葡萄糖为12÷（6×44）×180×10=81.82mg；该植物14小时呼吸作用消耗的葡萄糖是4÷（6×44）×180×14=38.182mg，81.82mg-38.182mg=43.6mg．所以将该植物叶片置于8千勒克司光照下10小时，黑暗中14小时，则每100cm²叶片产生的葡萄糖中有43.6毫克转化为淀粉．．
（5）叶片在1天内（12小时白天，12小时黑暗），要使有机物积累量为正值，则有净光合速率×12-呼吸速率×12＞0，净光合速率×12-4×12＞0，有净光合速率＞4．净光合速率=4时光照强度为4.0千勒克司，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于4千勒克司．
故答案为：
（1）见图

（2）三碳化合物B会首先减少．因为制造三碳化合物B，必须要由光反应提供的能量和还原剂．
（3）4
（4）43.6
（5）4

点评：本题主要考查影响光合作用速率的环境因素、卡尔文循环的过程和意义等知识点，意在考查学生对所学知识的理解程度，培养学生解题的一般思路和图表分析、获取信息、解决问题的能力．