Question

8．科学家在研究光合作用时，做了一个实验，如下图所示．实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP，磷酸盐，光合色素及有关的酶等（图A）．实验时，按图B的限制条件（光照、CO₂等）进行，并不断测定有机物的生成率．随着时间的推移，绘出了曲线图（图B）．据此回答问题：

（1）曲线AB段平坦，是因为有光照、无CO₂，不进行暗反应，所以不能生成C₆H₁₂O₆，这个阶段相当于光合作用的光反应阶段．
（2）写出AB段所发生的与光合作用能量代谢相应的反应式：ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP．
（3）曲线BC段的反应是在黑暗条件下进行的，简述出现BC段的原因．段无光照，但有二氧化碳，可以利用AB段产生的还原氢和ATP进行暗反应．
（4）曲线CD段迅速下降的原因是什么？BC段还原氢和ATP的消耗，还原氢与ATP的量不足．
（5）这位科学家设计的这个图A装置相当于植物体的哪种结构？叶绿体．

Answer 1

分析 本题是光合作用过程中光反应与暗反应之间的关系，光反应阶段为暗反应的进行提供了还原氢和ATP．

解答 解：（1）分析题图乙可知，AB有光照、无CO₂，不进行暗反应，所以不能生成C₆H₁₂O₆，相当于光合作用的光反应阶段．
（2）AB段有光照，无二氧化碳，进行的是光反应，光能变成了ATP中活跃的化学能，方程式为ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP．
（3）分析题图乙BC段可知，该段无光照，但有二氧化碳，可以利用AB段产生的还原氢和ATP进行暗反应，短时间内市场较多的有机物．
（4）由于CD段由于BC段还原氢和ATP的消耗，还原氢与ATP的量不足，暗反应减弱，有机物合成减少．
（5）分析图甲装置可知，密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五碳糖及有关的酶等，相当于植物细胞的叶绿体．
故答案为：
（1）有光照、无CO₂，不进行暗反应，所以不能生成C₆H₁₂O₆ 光反应
（2）ADP+Pi$\stackrel{酶}{→}$ATP
（3）段无光照，但有二氧化碳，可以利用AB段产生的还原氢和ATP进行暗反应
（4）CD段由于BC段还原氢和ATP的消耗，还原氢与ATP的量不足
（5）叶绿体

点评 本题的知识点是光合作用的光反应与暗反应阶段的关系，光照和二氧化碳对光合作用的影响机制，准确分析题图获得对实验的控制条件是解题的关键．