Question

18．回答下列有关光合作用的问题．

（1）图1表示纸层析法分离色素的结果，条带1表示胡萝卜素（填色素名称），条带3、条带4中的色素主要吸收蓝紫光和红光．
（2）将对称叶片左侧遮光右侧曝光（如图2），并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移．在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b（单位：g）．则12小时内右侧截取部分光合作用制造的有机物总量b-a．
（3）种植蔬菜的密闭大棚内一昼夜空气中的CO₂含量变化如图3所示．图中B点的含义是光合速率等于呼吸速率（或光合作用固定的二氧化碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量或净光合速率为0）；一昼夜内植株是否显示生长现象？是，请说明理由因为一昼夜内的CO₂浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累；图中C点时植物根尖细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（4）图4表示在不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响．图中该植物在15℃、8千勒克斯的光照条件下，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是50mg．如果在25℃、4千勒克斯的光照条件下，植物单位叶面积在一天内（16小时白天）葡萄糖的积累量是150mg．

Answer 1

分析 据图分析：图1表示光合作用色素分离的实验结果，1是胡萝卜素，2是叶黄素，3是叶绿素a，4是叶绿素b．图2表示半叶法传递光合作用的实验示意图．图3表示温室大棚内植物的光合作用曲线，B、D两点时光合速率等于呼吸速率．图4表示不同温度下光照强度对植物氧气释放速率的影响．据此分析作答．

解答 解：（1）图1表示纸层析法分离色素的结果，条带1表示胡萝卜素，3是叶绿素a，4是叶绿素b，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．
（2）设实验开始，两侧截取同等面积的叶片的干重为X，则12小时细胞呼吸消耗的有机物=X-a，因此a=X-12小时细胞呼吸消耗的有机物，b-X=12小时细胞光合作用积累的有机物，b=12小时细胞光合作用积累的有机物+X，因此b-a=（12小时细胞光合作用积累的有机物+X）-（X-12小时细胞呼吸消耗的有机物）=12小时细胞光合作用积累的有机物+12小时细胞呼吸消耗的有机物=12h内截取部分叶片光合作用生产的总的有机物的量．
（3）图3中，曲线的拐点表示光合速率等于呼吸速率，即图中的B点和D点．因为一昼夜内的CO₂浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累，因此一昼夜内植株显示生长现象．图中C点时植物根尖细胞只进行细胞呼吸，不能进行光合作用，因此能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体．
（4）据图4分析，该植物在15℃、8千勒克斯的光照条件下，呼吸作用速率为每小时10mg氧气，净光合作用速率为每小时40mg，单位叶面积每小时光合作用产生的氧气量是真正的光合作用速率，真正的光合作用速率=呼吸速率+净光合作用速率=10+40=50mg．在25℃、4千勒克斯的光照条件下，净光合作用速率为每小时20mg氧气，呼吸作用速率为每小时20mg氧气，植物单位叶面积在一天内（16小时白天）释放的氧气总量为16×（20+20）-24×20=160mg，根据光合作用的反应式可知植物单位叶面积在一天内（16小时白天）葡萄糖积累量是$\frac{180×160}{6×32}=150$mg．
故答案为：
（1）纸层析法   胡萝卜素　蓝紫光和红光
（2）b-a
（3）光合速率等于呼吸速率（或光合作用固定的二氧化碳量等于呼吸作用产生的二氧化碳量或净光合速率为0）是　因为一昼夜内的CO₂浓度有所下降，说明光合作用产生的有机物有积累　细胞质基质和线粒体
（4）50　150

点评 本题综合考查了光合作用色素的提取与分离、光合作用与呼吸作用的测定、光合作用在生产实践中的运用及影响光合作用的因素等知识，意在强化学生对光合作用与呼吸作用及相关知识的识记、理解与掌握．