Question

12．表为某植物叶片发育过程中，影响光合作用速率的相关指标的变化：如图是为探究ATP形成的原动力，科学家在黑暗中进行的实验操作过程（叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化，图中平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液达到相同）．请分析回答：

叶片	发育情况	叶面积（最大面积的%）	总叶绿素含量（mg/g．fw）	气孔相对开放度（%）	净光合速率 （μmolCO2/m2 ．s）
A	新叶展开前	21	-	-	-2.9
B	新野展开中	85	1.1	56	1.7
C	新叶展开完成	100	2.8	80	3.1
D	新叶已成熟	100	11.3	100	5.9

（1）表中B的净光合速率较低，原因可能是：①叶绿素含量低；②二氧化碳供应不足．
（2）表中将A、D分别置于光照、温度恒定的密闭容器中，一段时间后，A所在的容器中氧气将逐渐减少；D的叶肉细胞中[H]含量将增多．
（3）表中与D相比，C的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显偏少的结构是类囊体．如果缺乏光照，叶片会发黄，这主要是类胡萝卜素的颜色显露出来．
（4）叶绿体中光合磷酸化发生的场所是类囊体薄膜．在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构．
（5）如图实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响．根据实验结果，叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH差．正常光照条件下，类囊体膜内水光解产生的还原氢 是其pH降低的因素之一．

Answer 1

分析 1、根据题意和图表分析可知：实验中，叶绿体的类囊体是进行光合作用光反应的场所，光反应中主要发生水的光解和ATP的合成两个反应．实验结果可以看出，当类囊体膜内侧PH小于外侧时，有ATP生成；而PH值相等时，则无ATP的生成．
2、植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量．

解答 解：（1）根据题意和图表分析可知：B的总叶绿素含量只有1.1，气孔相对开放度只有56，都是最低的，所以会导致光能吸收不足和二氧化碳供应不足，净光合速率偏低．
（2）由于将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，A的叶肉细胞吸收不到氧气，容器中氧气将逐渐减少，细胞进行无氧呼吸，产生酒精；D的叶肉细胞中，缺少CO₂，光反应产生的[H]和ATP不能用于暗反应，因而[H]含量增多．
（3）与D相比，C的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显偏少的结构是类囊体．如果缺乏光照，叶绿素合成受阻，导致叶片会发黄，这主要是类胡萝卜素的颜色显露出来． 
（4）叶绿体中光合磷酸化发生的场所是类囊体薄膜．在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的脂质仓库，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构．
（5）根据题意可知，叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化，ATP的形成属于光反应过程中的物质变化，实验在黑暗中进行的目的是避免光照对ATP合成的影响，实验结果看出，PH值平衡前，加入ADP和Pi能够产生ATP，而平衡后加入ADP和Pi后不能产生ATP，说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH值（或类囊体膜内侧pH小于外侧）．正常光照条件下，类囊体膜内水光解产生的还原氢是其pH降低的因素之一．
故答案为：
（1）叶绿素含量低    二氧化碳供应不足
（2）氧气    增多
（3）类囊体    类胡萝卜素
（4）类囊体薄膜    颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构
（5）避免光照对ATP合成的影响     类囊体膜两侧的pH差（或类囊体膜内侧pH小于外侧）    还原氢

点评 本题考查了有光影响光合作用的环境因素的探究实验，要求考生具有一定的析图能力和理解判断能力，难度适中．考生首先要能够识记光合作用的过程；并且能够通过题干分析明确实验原理；理解在探究实验过程中需要控制无关变量．