Question

1．回答下列有关光合作用的问题．
某实验小组用小球藻进行有关光合作用的实验探究．下图1为小球藻光合作用过程示意；图2是在不同光照强度下测得的小球藻光合作用强度曲线；图3表示将小球藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH值和温度时，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图．据图回答问题：

（1）图1中过程甲被称为三碳化合物的还原，物质A和F分别是氧气、ATP．物质G的生理作用是是光反应进行的场所．
（2）若已知小球藻光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，图2为小球藻在25℃时光合作用速度与光照强度的关系．影响c点以后光合作用强度的主要因素是温度和二氧化碳浓度．若将温度提高到30℃（原光照强度和CO₂浓度不变），请在答题纸的图2中画出相应的光合作用速度与光照强度关系的曲线（要求标明a′、b′、c′三个点的位置）．
（3）在图3中的丙处添加CO₂时，分析短时间内C₃的变化为增多，原因是CO₂固定增强．

（4）若在图3中丁处给予适宜条件，使溶解氧的变化如图中的c，预计1小时后，实际产生的氧气量为450微摩尔．
（5）若在图中丁处给予光补偿点（此时光合速率等于呼吸速率）的光照，则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的d；若在图中丁处加入使光反应停止的试剂（不影响其他生理效应），则正确表示溶解氧变化的曲线是a～g中的e．

Answer 1

分析 据图分析：图1中，Ⅰ是光反应阶段，Ⅱ是暗反应阶段．A是氧气，B是氢离子，C是NADP⁺，D是NADPH，E是ADP，F是ATP，G是类囊体薄膜．甲表示三碳化合物的还原过程．
图2中，a点没有光照，只进行呼吸作用，可代表呼吸作用速率，b点代表光补偿点，c代表光饱和点．解答本题关键是利用题中所给条件“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃”，因此由30℃降到25℃的条件时，植物的光合作用强度和呼吸作用强度均改变，光合作用强度增大，而呼吸作用强度下降，再由此判断三点移动方向．
图3中，在丙处添加CO₂时，要考虑到二氧化碳影响的是光合作用的暗反应中的二氧化碳的固定．丁点以后，若曲线不变，则表示光合作用等于呼吸作用强度；若曲线上升，则表示光合作用大于呼吸作用强度；如果曲线下降，则表示光合作用小于呼吸作用或只进行呼吸作用．

解答 解：（1）据图1分析，甲表示三碳化合物的还原过程．图中A是氧气，F是ATP．G是类囊体薄膜，是光反应进行的场所．
（2）图2为小球藻在25℃时光合作用速度与光照强度的关系，c点表示光饱和点，此时影响光合作用的因素不再是自变量光照强度，而是无关变量温度和二氧化碳浓度．将温度提高到30℃（原光照强度和CO₂浓度不变），呼吸作用强度会增大，光补偿点也会增大，但光饱和点会降低，故曲线见答案．
（3）在图3中的丙处添加CO₂时，CO₂固定增强，产生C₃增多，所以C₅减少．
（4）据图3中曲线c，原来溶解氧量为260，现在溶解量为280，而释放出来的氧气量为20微摩尔，细胞呼吸消耗的氧气量为210-200=10微摩尔，再根据时间计算是：20÷4×60+10÷4×60=450微摩尔．
（5）在图中丁处给予光补偿点的光照，则光合作用速率=呼吸作用速率，溶解氧的含量不变，对应在图中的曲线是d．若在丁处加入光反应抑制剂，此时绿藻细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，又恢复到0～4分时的状态，并且呼吸速率不变，因此e可以表示溶解氧变化的曲线．
故答案为：
（1）三碳化合物   氧气、ATP   是光反应进行的场所
（2）温度和二氧化碳浓度
（3）增多   CO₂固定增强
（4）450
（5）d    e

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．影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、CO₂浓度等，一般光合作用达到饱和点时，自变量将不再成为限制因素．